МОДЕЛЮВАННЯ ЧАСОВОЇ ДИНАМІКИ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯ ДІОКСИДОМ АЗОТУ НА ОСНОВІ УМОВНИХ ЛІНІЙНИХ ВИПАДКОВИХ ПРОЦЕСІВ

Анотація

Математичне моделювання та аналіз забруднення атмосферного повітря відіграють ключову роль у прогнозуванні розповсюдження забруднювачів, ідентифікації джерел викидів, оцінюванні впливів на здоров’я населення та довкілля, а також у розробленні ефективних стратегій моніторингу й контролю. Моделі, що ґрунтуються на теоретичних дослідженнях та аналізі даних забезпечують детальну просторово-часову інформацію та дозволяють проводити тестування сценаріїв для оцінки перспективних стратегій, тим самим підтримуючи ухвалення обґрунтованих рішень у сфері управління якістю повітря.

Діоксид азоту (NO₂) є одним із основних атмосферних забруднювачів, що утворюється переважно внаслідок процесів згоряння, пов’язаних з енергетикою та транспортом. Окрім безпосередніх негативних впливів, NO₂ виступає ключовим фактором у формуванні смогу та кислотних опадів, посилюючи ризики для довкілля та здоров’я людини.

Математичні моделі у поєднанні з методами аналізу часових рядів становлять основні інструменти для моніторингу концентрацій NO₂. У даному дослідженні розглянуто математичну модель концентрації NO₂ у формі умовного лінійного циклостаціонарного випадкового процесу, яка явно враховує циклостаціонарність та фізичні механізми утворення викидів NO₂. Запропонована модель спирається на концепцію гаусівських шлейфових моделей, що широко застосовуються для моделювання розсіювання забруднювачів від точкових джерел, забезпечуючи спрощений, але практичний підхід до моделювання якості повітря. Розроблена нами модель характеризує забруднення NO₂ на автомагістралях як суперпозицію стохастично залежних викидів, де точкові джерела виникають у часі відповідно до неоднорідного пуассонівського потоку.