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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

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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

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)

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)

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:

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

Vorwärtstrajektorien 28.4.1986 alle 6h

Vorwärtstrajektorien 29.4.1986 alle 6h

Vorwärtstrajektorien 30.4.1986 alle 6h

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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

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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

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

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Luftkonzentration simuliert

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Luftkonzentration simuliert – aufaddiert (Zeitintegral)

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Luftkonzentration aufsummiert

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

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

Flexpart – Ergebnisse: DepositionNasse Deposition Trockene Deposition

2 6 10 12 14 20 2 6 10 12 14 20kBq/m²

Vergleich: Messung - Modell