DISPERSION ENGINE - validering och evaluering

FOI har utvecklat en ny spridningsberäkningsmodell, "PUMA", som baseras på gaussiska puffar. PUMA ingår i ett programkoncept kallat Dispersion Engine som innehåller program för olika typer av spridningsmodeller. Konceptet bygger på att Dispersion Engine har ett väl definierat gränssnitt som gör att det kan kopplas till andra datorsystem som kan dra nytta av spridningsberäkningar. Ett led i utvecklingsarbetet av modellen och programkonceptet har varit att genomföra ett verifierings- och utvärderingsarbete, vilket presenteras i denna rapport. Metoder för utvärdering av spridningsmodeller finns väl dokumenterade (se referenser nedan) och följs i denna studie. Experimentella resultat har jämförts med beräkningsresultat från PUMA och utvärderats med statistiska metoder. Ett sådant experiment som beräkningsresultat från PUMA har jämförts med kallas "Prairie Grass" och medger jämförelse vid olika typer av atmosfärisk stabilitet. Ett andra experiment har utförts av INERIS i Frankrike, som syftade till att studera tunggasutsläpp. PUMA har en nyutvecklad tunggaskomponent som därmed har kunnat utvärderas. MSB tillhandahåller en spridningsmodell via myndighetens beslutsstödspaket RIB, som heter Spridning Luft. Spridning Luft version 1.4.2 ingår också delvis i denna studie i en jämförelse mellan modeller. Vissa parametrar är svåra att fastställa vid mätningar i atmosfären och kan därför ge en osäkerhet i hur dessa ska bedömas. Detta framgår också när man studerar informationen om experimentet Prairie Grass. Osäkerheten och även effekten av variationen av en sådan parameter är stor vid bestämningen av den atmosfäriska stabiliteten och kan ibland bli omöjlig att bedöma. I rapporten ges denna frågeställning därför extra utrymme. Vid en direkt jämförelse mellan mätningar av spridning i atmosfären och en bra spridningsmodell, kan man statistiskt förvänta sig att hälften eller mer av de beräknade värdena befinner sig inom en faktor 2 från det uppmätta värdet. Det är också vad vi ser i de flesta av de jämförelser som är genomförda i denna rapport. Därmed kan man också bedöma beräkningsresultaten från PUMA som acceptabla. Bäst resultat erhålls i de fall den atmosfäriska stabiliteten är neutral. För stabila och instabila förhållanden är resultatet inte lika bra beroende på att spridningen i mätresultaten är större för dessa fall. I denna studie har en jämförelse mellan beräkningsresultat från PUMA och experimentella data från två olika experiment gjorts. Variationen i utfallet vid enskilda jämförelser är stor, liksom även variationen i vindfältet är stor. Jämförelser med ytterligare experiment är därför viktigt för att klarlägga om spridningsresultaten från PUMA statistiskt sett är giltiga även i andra fall.