CHIMERE chemistry-transport model
ચાઇમર એક રસાયણશાસ્ત્ર-પરિવહન મોડેલ છે. તે એક કોમ્પ્યુટર કોડ છે જે વાતાવરણીય પ્રજાતિઓના પરિવહન અને રસાયણશાસ્ત્રનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા સમીકરણોના સમૂહને એકીકૃત કરે છે, જે વિવિધ સ્કેલ (શહેરીથી ખંડીય સુધી) પર સમયના કાર્ય તરીકે વાયુ સમૂહ અને પ્રદૂષણ પ્લુમ્સના ઉત્ક્રાંતિનું પ્રમાણ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે. હવામાનશાસ્ત્રના ઇનપુટ્સ અને ઉત્સર્જન પ્રવાહોનો ઉપયોગ કરીને, ચાઇમર વાતાવરણમાં પ્રદૂષકોની ત્રિ-પરિમાણીય સાંદ્રતાની ગણતરી કરે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા ઇનપુટ ડેટા, ઉકેલાયેલા સમીકરણોની સંખ્યા અને મોડેલમાં સમાવિષ્ટ ભૌતિક-રસાયણશાસ્ત્રને કારણે, ચાઇમરને મેસોસ્કેલ મોડેલ માનવામાં આવે છે, એટલે કે. 1 થી 100 કિમીના આડા રિઝોલ્યુશન માટે અને શહેરથી ગોળાર્ધ સુધીના અભ્યાસ ક્ષેત્રો માટે ટ્રોપોસ્ફિયર (સપાટીથી 20 એચપીએ) નું અનુકરણ કરવું. સિમ્યુલેટેડ પ્રદૂષકો વાતાવરણીય પ્રદૂષકો એ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં હાજર વાયુયુક્ત અણુઓ અથવા કણો છે અને તે વધુ પડતા હોવાનું માનવામાં આવે છે. ચોક્કસ સાંદ્રતા મર્યાદાથી આગળ, તેમની સામગ્રી વનસ્પતિ અથવા માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે ઝેરી હોઈ શકે છે. આ થ્રેશોલ્ડ દરેક પ્રદૂષક માટે અલગ હોય છે અને સપાટી-સ્તરના વાતાવરણ પર કલાકદીઠ દેખરેખ રાખવામાં આવે છે. ચાઇમર લગભગ સો વાયુ અને એરોસોલ રાસાયણિક પ્રજાતિઓનું અનુકરણ કરે છે, જેમાં દૈનિક ધોરણે નિરીક્ષણ કરાયેલ પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છેઃ ઓઝોન O3, નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ NO અને NO2, કણો પદાર્થ PM, કાર્બન મોનોક્સાઇડ CO અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ SO2. સંભવિત ઉપયોગો આ આંકડાકીય મોડેલની ઘણી એપ્લિકેશનો હોઈ શકે છેઃ ઉપલબ્ધ માપનની સરખામણી નમૂના પરિણામો સાથે કરીને, ભૂતકાળના પ્રદૂષણ પ્રકરણોનું વિશ્લેષણ કરવુંઃ આ માત્ર ચોક્કસ પ્રકરણના મિકેનિક્સને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે જ નહીં પણ મોડેલની નબળાઈઓને પ્રકાશિત કરવા અને તેથી ભવિષ્યના વિકાસ માટેના માર્ગને માર્ગદર્શન આપવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે. દૃશ્યો બનાવોઃ ખાસ કરીને વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં પ્રથમ વખત સમયગાળાનું અનુકરણ કરીને, પછી ઉદાહરણ તરીકે ઉત્સર્જનમાં ફેરફાર કરીને અનુકરણને ફરીથી કરીને. આ ઉદાહરણ માટે, આ પ્રકારની કવાયત ઉત્સર્જનમાં ઘટાડાના લાભનું પ્રમાણ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે અથવા તેનાથી વિપરીત, સંભવિત ભવિષ્યમાં નુકસાનનો અગાઉથી અંદાજ લગાવવાનું શક્ય બનાવે છે જ્યાં ઉત્સર્જન વધતું રહે છે. હવાની ગુણવત્તાની આગાહી કરવીઃ આ સામાન્ય રીતે બે થી ત્રણ દિવસ અગાઉથી અને આપેલ પ્રદેશમાં કરવામાં આવે છે. આ હેતુ માટે યુરોપમાં મોટી સંખ્યામાં હવાની ગુણવત્તા દેખરેખ એજન્સીઓ દ્વારા ચાઇમર મોડેલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ફ્રાન્સમાં, તે ખાસ કરીને પેરિસ પ્રદેશમાં AIRPARIF અને ગ્રાન્ડ એસ્ટ પ્રદેશમાં એટમો ગ્રાન્ડ એસ્ટ દ્વારા પ્રદૂષણની આગાહી (30 સપ્ટેમ્બર 1996ના રોજ પસાર કરાયેલા "હવાની ગુણવત્તા અને ઊર્જાના તર્કસંગત ઉપયોગ" કાયદાના ભાગ રૂપે) માટે દરરોજ અમલમાં મૂકાતું મોડેલ છે. ફ્રાન્સમાં રાષ્ટ્રીય સ્તરે, CHIMERE એ INERIS દ્વારા PREVAIR હવાની ગુણવત્તાની આગાહી પ્લેટફોર્મ માટે અમલમાં મૂકાયેલ મોડેલિંગ ટૂલ છે. મોડેલનો આધાર ચાઇમર મોડેલને ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓની જરૂર છેઃ સિમ્યુલેશન માટે જરૂરી ડેટા તૈયારીનો તબક્કો (પૂર્વ-પ્રક્રિયા), વાતાવરણીય સાંદ્રતાની ગણતરી માટે મોડેલ પોતે અને પરિણામોના શોષણનો તબક્કો (પ્રક્રિયા પછી). આ સિદ્ધાંત આ પ્રકારના તમામ ડિજિટલ સાધનો માટે સાચું છે (આકૃતિ જુઓ). તબક્કો 1-પ્રી-પ્રોસેસિંગઃ પ્રીપ્રોસેસિંગ તબક્કામાં રસાયણશાસ્ત્ર-પરિવહન મોડેલને તેના સિમ્યુલેશન દરમિયાન ચલાવવા માટે જરૂરી ઇનપુટ માહિતીની તૈયારી હોય છે (કેટલાક દિવસો અથવા અઠવાડિયાની ગણતરી થોડી સેકંડના સમયના પગલા સાથે કરવામાં આવે છે): હવામાન ક્ષેત્રો અને ઉત્સર્જન (વિવિધ સ્રોતોના). આ તબક્કા દરમિયાન વધારાના ઇનપુટ્સ પણ તૈયાર કરવામાં આવે છે, જે પ્રારંભિક અને સીમાની સ્થિતિ (રાસાયણિક સાંદ્રતા) અને જમીનની સપાટીની માહિતી (માટી અને સપાટીના પ્રકારો, વનસ્પતિ) નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. તબક્કો 2-ચાઇમર મોડેલ તમામ ઇનપુટ ડેટા વાંચ્યા પછી, સખત વિભેદક સમીકરણોની પ્રણાલીઓ, જેમાં મોડેલમાં સમાવિષ્ટ તમામ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ (વાતાવરણમાં થોડા માઇક્રોસેકન્ડ્સથી લઈને જીવનના ઘણા દિવસો સુધીની પ્રજાતિઓ સાથે) સમય અને અવકાશમાં સંકલિત થાય છે. તે જ સમયે, પરિવહન (એડવેક્શન અને કન્વેક્શન), અશાંતિ, ઉત્સર્જન (સ્ત્રોતો) અને શુષ્ક અને ભીના જમા (સિંક) ને પ્રવાહના સ્વરૂપમાં ગણવામાં આવે છે જે દરેક રાસાયણિક પ્રજાતિઓ માટે પ્રદૂષક સાંદ્રતામાં વધારો કરશે (સ્રોતોના કિસ્સામાં) અથવા ઘટાડો કરશે (સિંકના કિસ્સામાં), કોષ દ્વારા કોષ અને મિનિટ દ્વારા મિનિટ. તબક્કો 3-પ્રક્રિયા પછીઃ પ્રક્રિયા પછી સિમ્યુલેશનના પરિણામોનું વિશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. હજારો કોષ બિંદુઓ પર એકાગ્રતા ક્ષેત્રો અને કલાક દર કલાકે ઘણીવાર સીધી રીતે તારણો કાઢવા માટે ઘણી બધી માહિતી રજૂ કરે છે. આ પગલું સ્કોર્સની ગણતરી શક્ય બનાવે છે (સિમ્યુલેશનના પરિણામોની સરફેસ સ્ટેશનો સાથે સરખામણી કરીને, જેના દ્વારા આપણે અવલોકનોના સંબંધમાં સિમ્યુલેશનની ચોકસાઈને માપવા માંગીએ છીએ), કૃત્રિમ નકશા (ઉદાહરણ તરીકે એક દિવસમાં મહત્તમ ઓઝોન અથવા કણો, સરેરાશ દૈનિક SO2 સાંદ્રતા, વગેરે). ધ ચાઇમર મોડેલ સાથે વર્તમાન સંશોધન સતત વિકાસ હેઠળ છે અને કોડનું નવું સંસ્કરણ વપરાશકર્તાઓ માટે વર્ષમાં એક વાર ઉપલબ્ધ કરાવવામાં આવે છે. જો વાયુયુક્ત પ્રજાતિઓનું પ્રાદેશિક પ્રતિરૂપ આ તબક્કે પ્રમાણમાં સારી રીતે રજૂ કરવામાં આવે છે, તો એરોસોલના અનુકરણમાં હજુ પણ મોટી અનિશ્ચિતતા છે. એરોસોલની વિવિધ ઉત્પત્તિ (માનવજન્ય અને શહેરી, અગ્નિ દહન એરોસોલ અથવા ખનિજ એરોસોલ) અને વિવિધ જીવનકાળ હોય છે, જે તેમને યોગ્ય રીતે જટિલ મોડેલિંગ બનાવે છે. વર્તમાન સંશોધન આરોગ્ય પર હવાની ગુણવત્તાની અસરની આસપાસ ફરે છે, જેમાં એવા નમૂનાઓની રચના સામેલ છે જે વસ્તીના વિવિધ પ્રદૂષકોના સંપર્કમાં આવવાની ગણતરી કરી શકે છે, પરંતુ તેની દેખરેખ રાખવા માટે નવી પ્રજાતિઓ (જેમ કે પરાગ, જે અત્યંત એલર્જેનિક છે) પર પણ વિચારણા કરી શકાય છે. મોડેલના નવીનતમ સંસ્કરણમાં કહેવાતી "ઑનલાઇન" અસરો શામેલ છે. તાજેતરમાં સુધી, આ પ્રકારનું મોડેલ હંમેશા "ઓફ-લાઇન" મોડમાં હતું; એટલે કે. હવામાનશાસ્ત્રની પૂર્વ ગણતરી કરવામાં આવી હતી અને પછી તેનો ઉપયોગ રસાયણશાસ્ત્ર અને પ્રદૂષકોના પરિવહનની ગણતરી કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. તાજેતરના વી2020 સંસ્કરણમાં, હવામાનશાસ્ત્ર અને વાતાવરણીય રસાયણશાસ્ત્ર વચ્ચે પ્રતિસાદ લાગુ કરવામાં આવ્યો છે, જેનાથી એરોસોલ્સ (સીધી અસરો) અને વાદળોની રચના (પરોક્ષ અસરો) ની કિરણોત્સર્ગી અસરની વધુ વાસ્તવિક રીતે ગણતરી કરવી શક્ય બને છે. મોડેલનો વિકાસ અને વિતરણ આ મોડેલ P.S.Laplace CNRS ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (IPSL) અને INERIS ના સંશોધકો દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું છે. આ કોડ જી. એન. યુ. જી. પી. એલ. મુક્ત સોફ્ટવેર લાઇસન્સ હેઠળ વિકસાવવામાં આવ્યો છે અને તે http://www.lmd.polytechnique.fr/chimere વેબસાઇટ પર ઉપલબ્ધ છે. સંદર્ભો ફ્રાન્સમાં વાયુ પ્રદૂષણ કોમ્પ્યુટેશનલ રસાયણશાસ્ત્ર