Optimering af model for spredning af luftforurening
De nuværende luftforureningsmodeller har problemer med at bevare massen af diverse kemiske stoffer og med at der ind i mellem optræder negative værdier. Derfor arbejder specialestuderende Ayoe Buus Hansen på om at forbedre den model DMU bruger til at beskrive transport og spredning af luftforurening på alle skalaer på den nordlige halvkugle ved at sammenligne tre alternative beregningsmodeller.
Af Jens C. Pedersen
De nuværende luftforureningsmodeller har problemer med at bevare massen af diverse kemiske stoffer og med at der ind i mellem optræder negative værdier. Derfor arbejder specialestuderende Ayoe Buus Hansen på om at forbedre den model DMU bruger til at beskrive transport og spredning af luftforurening på alle skalaer på den nordlige halvkugle ved at sammenligne tre alternative beregningsmodeller.
Jeg møder Ayoe Buus Hansen foran den bærbare computer hvor hun det sidste års tid har arbejdet på at få ”sine” modeller til at køre.
”Det er den ultimative tålmodighedstest at få fundet og rettet fejlene ,” forklarer hun. ”Jeg troede det virkede i februar, men så hjalp min vejleder mig med at få kemien ind i modellen. Og så fik vi øje på nogle problemer i hjørnerne, som jeg nu har brugt et halvt år på at løse!”
Tre modeller sammenlignes
Ayoes projekt handler om at forbedre den DEHM-model (=Danish Eulerian Hemispheric Model) DMU bruger til at beskrive transport og spredning af luftforurening på alle skalaer på den nordlige halvkugle. Alle eksisterende luftforureningsmodeller har problemer med at bevare massen af diverse kemiske stoffer - den skal være konstant, jf. loven om massens bevarelse. Modellerne har også det problem at der ind i mellem optræder negative værdier. Det er ikke noget problem rent matematisk, men det går galt når man kobler kemien på.
Ayoe arbejder på at sammenligne tre alternative semi-Lagrangske modeller 1) En klassisk model, 2) En kaskade model og 3) En model med ”vægtede vægte”. Derudover arbejder hun på at lave en kombination med to af de tre ovennævnte modeller og kombinere disse nye metoder med et positivt filter.< br> Modellerne bliver målt på tre parametre: nøjagtighed, om de bevarer massen og hvor meget computerkraft de kræver for at køre.
Ayoe har allerede set i sin bacheloropgave at kombinationen af model 2 og 3 giver massebevarelse. Når kemien kommer på, håber hun at kunne vise at kombinationen også er effektiv rent beregningsmæssigt.
Ayoe skal aflevere sin specialeafhandling i starten af december, og hun håber at kunne fortsætte med et Ph.D.-studium i DMU.
Det optimale sted for mit projekt
Ayoe har en bachelor i meteorologi og troede egentlig hun skulle være ”vejrprofet”, men så blev hun grebet af programmeringen da hun lavede et selvstudium inden sit bachelorprojektet.
”Det syntes jeg var smaddergodt. Jeg havde aldrig hørt om Linux før jeg begyndte at læse fysik. Jeg synes det er spændende at komme i dybden med fysikken i modellerne, ” siger hun. "DMU var det optimale sted at teste det jeg havde udviklet i mit bachelorprojekt, fordi de kører DEHM."
Ligningen der beskriver første halvdel af advektionen i kaskade interpolation formuleret henholdsvis som "almindelig" ligning og i programmet Fortran.
Stud. scient. Ayoe Buus Hansen, tlf. 4630 1108, abu@dmu.dk /ayoebuus@gmail.com
Ayoe Buus Hansen, specialestuderende i geofysik ved Københavns Universitet, Niels Bohr Instituttet. Skriver speciale i Afdeling for Atmosfærisk Miljø om transport skemaer i luftforureningsmodeller. Vejleder på KU: Professor Eigil Kaas. Vejleder i DMU: Seniorforsker Jesper Christensen
Årgang 12 nr. 19, 6. oktober 2008