نموذج AERMOD

تحدثنا في الدرس السابق عن نموذج AERMOD وعرفنا أنه نموذج حتمي (Deterministic Model). وقبل أن ندخل في تفاصيل هذا النموذج، دعونا نأخذ مثالًا بسيطًا على النماذج الحتمية لتوضيح كيفية عمل نموذج AERMOD.

ربما تكون قد استخدمت النماذج الرياضية من قبل، لكننا نعرفها عادةً باسم الدوال الرياضية، مثل الدوال الخطية والدائرية والأسية وغيرها. لنبسط الأمر، إذا أردنا حساب تكلفة رحلة ما، سنرمز لها بـ(Y)، بينما تكلفة الكيلومتر من الوقود نرمز لها بـ(X)، والمسافة نرمز لها بـ(M).

لحساب قيمة (Y)، سنضرب قيمة (X) في قيمة (M)، مما ينتج معادلة بسيطة لحساب تكلفة الرحلة: $Y=X\times M$

لكن قبل أن نحسب التكلفة، يجب أن نتبع منهجية حسابية لتحديد من أين نحصل على تكلفة الكيلومتر وكيف نحسب المسافة.

بهذه الطريقة، نستطيع حساب تكلفة أي رحلة إذا كانت لدينا قيم المدخلات (X) و(M) باستخدام المعادلة السابقة. وهذا هو ببساطة مفهوم النماذج الحتمية؛ فعندما تكون المعلومات الأساسية عن المتغيرات متاحة، يمكننا حساب المخرجات باستخدام المعادلات أو الدوال الرياضية.

إذاً، لإنشاء نموذج لتشتت ملوثات الهواء باستخدام AERMOD، نحتاج إلى منهجية، ودالة، ومدخلات.

أما بالنسبة للدالة، فإن نموذج AERMOD يعتمد على دالة غاوس (Gaussian function)، وهي دالة رياضية مهمة جدًا في الإحصاء وعلم الاحتمالات والرياضيات بشكل عام، وتُستخدم في وصف كيفية انتشار الملوثات أو المواد في الهواء مع الوقت في برامج النمذجة.

لن أخوض في شرح الدوال أو المعادلات الرياضية، لأن الهدف الرئيسي من هذه المنشورات هو التطبيق العملي لبرامج النمذجة. عندما تستخدم هذه البرامج، لن تتعامل مباشرةً مع المعادلات أو الدوال الرياضية، ولكن من الضروري أن تكون لديك خلفية معرفية عنها إذا كنت تعمل في مجال النمذجة.

أما المدخلات في نمذجة تشتت ملوثات الهواء، فتشمل بيانات الطقس مثل سرعة الرياح واتجاهها، حيث تؤثر سرعة الرياح على سرعة انتشار الملوثات. كما تشمل الطبوغرافيا، حيث تؤثر التضاريس على مسار انتشار الملوثات، وبالطبع، مصادر الملوثات مثل نوعها، وارتفاع المدخنة، ومعدل الانبعاث.

الخلاصة: نموذج AERMOD هو نموذج حتمي (Deterministic Model) يطبق نهج لاغرانج (Lagrangian) ويستخدم دالة غاوس (Gaussian function)، أما المدخلات فهي بيانات الطقس، والطبوغرافيا، وبيانات مصادر التلوث.

في المنشورات القادمة، سنتناول معظمها المدخلات، وكيفية الحصول على هذه البيانات، ومعرفة مصادرها، وكيفية تحليلها وتجهيزها بالشكل الذي يقبله نموذج AERMOD.