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1
25 Jahre Tschernobyl
Ausbreitung der radioaktiven Wolke
Doz. Dr. Petra Seibert
Universität für Bodenkultur, WienDepartment Wasser-Atmosphäre-UmweltInstitut für Meteorologie (BOKU-Met)
Unter Verwendung von Unterlagen vonMag. Andreas Frank, Univ.-Prof. Dr. Helga Kromp-Kolb, Dr. Peter Bossew
2
Der zeitliche Ablauf
• Unfall am 26.4.1986, 01:23 Ortszeit =25.4., 22:23 UTC (23:23 MEZ, 26.4., 00:23 MESZ)
• 28.4.1986, früh: Kontamination wird im schwedischen KKW Forsmark bemerkt
• 28.4.1986, abends: erstmals Meldungen in den internationalen Medien
• 29.4.1986, im Lauf des Vormittags erreicht die radioaktive Wolke den Nordosten Österreichs
• 6. Mai 1986: Die Freisetzung wird als beendet erklärt
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Unterschiedliche Transportmodelle
FLEXTRA FLEXPART
• Trajektorienmodell
• wenige Trajektorien pro Tag werden berechnet
• Verlagerung nur mit dem großräumigen mittleren Wind
• Keine Auswaschung berücksichtigt
• LagrangeschesPartikelmodell
• tausende Partikel pro Stunde werden simuliert
• Turbulente Ausbreitung berücksichtigt
• Partikel werden sowohl nass als auch trocken deponiert
Einfache Variante: Komplexe Variante:
Wichtigster Modellinput
• Meteorologische Informationen: Windfelder, Temperatur, Druck, ...
• Quellterm: Höhe, freigesetzte Menge, Freisetzungsdauer
Flextra undFlexpart
Flexpart (Starthöhe auch für Flextra)
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Meteorologische Information
• 3D – Felder: T,u,v,w,q
• 2D-Felder: MSL,T2,Td2,u10,v10,...
• Horizontale Auflösung:Standard: 100 x 100 km,
50 x 50 km• Aktuelle globale Wetterprognosen: 25 km x 25 km
• Zeitliche Auflösung:– Alle 3 Stunden, früher alle 6 Stunden ⇒ Beispiel
QuelltermQuelltermFreisetzraten und Höhen aus: Brandt et. al (2002)
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Vorwärtstrajektorien 25.4.1986 und 26.4.1986
0: 22UTC / 1: 04UTC / 2: 10UTC / 3: 16UTC / 4: 22UTCStartzeiten der Nummern:
Vorwärtstrajektorien 25.4.1986 und 26.4.1986
0: 22UTC / 1: 04UTC / 2: 10UTC / 3: 16UTC / 4: 22UTCStartzeiten der Nummern:
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Vorwärtstrajektorien 25.4.1986 und 26.4.1986
0: 22UTC / 1: 04UTC / 2: 10UTC / 3: 16UTC / 4: 22UTCStartzeiten der Nummern:
Vorwärtstrajektorien 27.4.1986 alle 6h
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Vorwärtstrajektorien 28.4.1986 alle 6h
Vorwärtstrajektorien 29.4.1986 alle 6h
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Vorwärtstrajektorien 30.4.1986 alle 6h
14
Detection of the contaminated cloud
First detection by the Early Warning System: elevated dose rate, Eggenburg, W. Weinviertel, 29 April 12:00.
150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000 550000 600000 650000
300000
350000
400000
450000
500000
550000
Eggenburg, 29 Apr 1986 1200
error
The Austrian Early Warning System(Strahlenfrühwarnsystem, SFWS)
coordinates: Lambert-A (m)
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The Early Warning system (SFWS)
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Isochronen des ersten ODL Anstiegs in Österreich
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First detection (2)
150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000 550000 600000 650000
300000
350000
400000
450000
500000
550000
WL
S
I
B
K
G
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Austrian dose rate monitoring network, SFWSfirst detection of the Chernobyl cloudunits: hours after 28 April 1986, 0 h
0 40000 80000 120000 160000 200000
Lag Distance (m)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Var
iogr
am
Direction: 0.0 Tolerance: 90.0
interpolation: kriging based on variogram, grid: 2000 m
day 1day 2
29 Apr 0600
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ODL (nSv/h) Zeitverlauf
t0=28 Apr 1986 0000; unit: nSv/h
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Tiefpassgefilterter Verlauf der ODL
Method: SFWS dose rate time series z(t); low-pass filtered with asymmetric Gauss filter, f(t):=t.exp(-t²/a), f1(t)=(z*f)(t), maxima of f1(t) above preset threshold extracted, maxima plottedunits: relative, prop. dz/dt
Flexpart - Partikelmodell
Einzelne Partikel werden entlang ihrer Trajektorien im Raum verlagert
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Flexpart – Ergebnisse: Konzentration in der LuftLuftkonzentration von 137Cs zwischen 0 und 300m
d1
d2 d3
Movie
27.4.1986 0 UTC28.4.1986 0 UTC
29.4.1986 0 UTC30.4.1986 0 UTC
22
Luftkonzentration simuliert
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Luftkonzentration simuliert – aufaddiert (Zeitintegral)
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Luftkonzentration aufsummiert
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Flexpart – Ergebnisse: Ankunftszeit
Ankunftszeitpunkt der radioaktiven Wolke in einer Höhe zwischen 0 und 3000 m über Grund
Flexpart – Ergebnisse : Ankunftszeit
Ankunftszeitpunkt der radioaktiven Wolke in Bodennähe
Nordostösterreich am Nachmittag des 29. 4. 1986
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Flexpart – Ergebnisse: Ankunftszeit
Ankunftszeitpunkt der radioaktiven Wolke in Höhen zwischen 1000 und 3000 m
Schnelle Verfrachtung mit Höhenströmung
Flexpart – Ergebnisse: GesamtdepositionGesamtdeposition von Cs137 in kBq/m²
2 6 10 12 14 201 30 40
Hauptbetroffen:
•AKW-Nähe
•Teile Polens
•Skandinavien
•Rumänien / Bulgarien
•Balkan
•Österreich
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Flexpart – Ergebnisse: DepositionNasse Deposition Trockene Deposition
2 6 10 12 14 20 2 6 10 12 14 20kBq/m²
Vergleich: Messung - Modell