LIFE+ Environment Policy and Governance TECHNICAL APPLICATION FORMS

Part A – administrative information

Page 1 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056

LIFE+ 2012

FOR ADMINISTRATION USE ONLY

LIFE12 ENV/PL/000056 LIFE+ Environment Policy and Governance project application Language of the proposal: Polski (pl) Project title: Air Pollution and biometeorological forecast and Information System Project acronym: LIFE-APIS/PL The project will be implemented in the following Member State(s): Poland Dolnoslaskie Expected start date:

01/10/2013

Expected end date: 30/09/2017

LIST OF BENEFICIARIES Name of the coordinating beneficiary:

Uniwersytet Wrocławski

Name of the associated beneficiary:

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska we Wrocławiu

LIST OF CO-FINANCIERS Name of the co-financier:

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

PROJECT BUDGET AND REQUESTED EU FUNDING Total project budget:

1,049,024 Euro

Total eligible project budget:

1,046,824 Euro

EU financial contribution requested:

523,412 Euro

PROJECT POLICY AREA Air

Page 2 of 108

(= 50.00%

of total eligible budget)

LIFE12 ENV/PL/000056 - A2

Coordinating Beneficiary Profile Information Legal Name

Uniwersytet Wrocławski

Short Name

UWr

VAT No

8960005408

Legal Registration No

000001301

Private commercial

Registration Date

24/08/1945

Private non- commercial

Legal Status Public body

X

Legal address of the Coordinating Beneficiary Street Name and No

pl. Uniwersytecki 1

Post Code

50-137

Town / City

Wrocław

Member State

Poland

PO Box n/d

Coordinating Beneficiary contact person information Title

Function

Surname First Name E-mail address Department / Service

Zakład Klimatologii i Ochrony Atmosfery, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego

Street Name and No

ul. Kosiby 6/8

Post Code

51-621

Town / City

Wrocław

Member State

Poland

Telephone No

48713729497

PO Box n/d

Fax No

48713729498

Website of the Coordinating Beneficiary Website

www.uni.wroc.pl

Brief description of the Coordinating Beneficiary's activities and experience in the area of the proposal Autorzy projektu posiadają wieloletnie doświadczenie w numerycznym modelowaniu zarówno procesów meteorologicznych, jak i dyspersji zanieczyszczeń w atmosferze, udokumentowane recenzowanymi publikacjami (także z tzw. listy filadelfijskiej) oraz udziałem w krajowych (finansowanych przez Narodowe centrum Nauki) i międzynarodowych projektach badawczych (m.in. ACCENT, projekty finansowane przez Department for Environment, Food and Rural Affairs, UK). Od kilku lat w Zakładzie Klimatologii i Ochrony Atmosfery (ZKiOA) jest stosowany i rozwijany brytyjski model dyspersji zanieczyszczeń Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange (FRAME), który dostarcza informacji o stężeniach oraz depozycji zanieczyszczeń w skali regionalnej, na poziomie średniorocznym. Wyniki modelu FRAME, zarówno dla obszaru Wielkiej Brytanii jak i Polski, wspierają zarządzanie jakością środowiska m.in. przez DEFRA w Wielkiej Brytanii, i KASHUE/KOBIZE w Polsce. Autorzy od wielu lat blisko współpracują z Centre for Ecology and Hydrology (CEH) w Edynburgu, w zakresie modelowania dyspersji zanieczyszczeń, warunków meteorologicznych oraz aplikacji GIS. W ostatnich latach rozwijany w Jednostce jest model WRF, stosowany m.in. do oceny przekroczeń poziomów dopuszczalnych dla Dolnego Śląska. Wnioskodawcy posiadają wieloletnie doświadczenie w pomiarach teledetekcyjnych atmosfery i ocenie warunków dyspersji, prowadzone prace dotyczą również wykorzystania sztucznych sieci neuronowych w prognozowaniu jakości powietrza. Od wielu lat przez Beneficjenta prowadzone są warsztaty dotyczące metod modelowania przestrzennego procesów i zjawisk przyrodniczych

Page 3 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - A3

Page 4 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - A4

Page 5 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - A5

ASSOCIATED BENEFICIARY PROFILE Associated Beneficiary profile information

Legal Name

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska we Wrocławiu

Short Name

WIOŚ

VAT No

8981046878

Legal Registration No

931020269

Private commercial

Registration Date

01/09/1980

Private non- commercial

Legal Status Public body

X

Legal address of the Coordinating Beneficiary Street Name and No

ul. Paprotna 14

Post Code

51-117

Member State

Poland

PO Box n/d Town / City

Wrocław

Legal address of the Associated Beneficiary Website

www.wroclaw.pios.gov.pl/

Brief description of the Associated Beneficiary's activities and experience in the area of the proposal Pracownicy Wydziału Monitoringu Środowiska (WM) Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska we Wrocławiu (WIOŚ) zawodowo zajmują się organizacją i koordynacją badań monitoringowych środowiska na terenie województwa dolnośląskiego w zakresie: wód powierzchniowych, wód podziemnych, gleb i roślin, a przede wszystkim powietrza. Badania i oceny stanu środowiska realizowane są w ramach programu Państwowego Monitoringu Środowiska utworzonego w celu zapewnienia wiarygodnej informacji o stanie środowiska. Pomiary wykonywane w sieci pomiarowej WIOŚ posiadają wdrożone procedury zapewnienia jakości i wykonywane są w akredytowanych laboratoriach. Specjaliści WIOŚ posiadają wieloletnie doświadczenie w realizacji zadań związanych z projektem, między innymi w zakresie: -tworzenia, realizacji i koordynacji monitoringowych programów badań środowiska, -organizacji systemu monitoringu powietrza, -weryfikacji i oceny wyników pomiarów jakości powietrza zgodnie z obowiązującymi uregulowaniami prawnymi, -sporządzania diagnoz stanu środowiska, -informowania społeczeństwa o przekroczeniach poziomów dopuszczalnych zanieczyszczeń w powietrzu, -prezentacji i szeroko rozumianego udostępniania informacji o środowisku, -szkoleń w zakresie monitoringu środowiska, -edukacji ekologicznej. Pracownicy WM są autorami opracowań rocznych i raportów o stanie środowiska wydawanych przez WIOŚ, a także w wydawnictwach tematycznych i raportach o jakości środowiska w zakresie stanu powietrza wydawanych przez inne jednostki na terenie województwa dolnośląskiego. Opracowują wyniki badań i sporządzają prognozy stanu środowiska. Opiniują i oceniają programy monitoringowe środowiska w sieci lokalnej w zakresie zgodności z zasadami Państwowego Monitoringu Środowiska i podstawami prawnymi. Opiniują studia zagospodarowania przestrzennego województwa w zakresie ochrony środowiska oraz prowadzą oceny oddziaływań źródeł zanieczyszczeń na środowisko.

Page 6 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - A6

Page 7 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - A7

OTHER PROPOSALS SUBMITTED FOR EUROPEAN UNION FUNDING

Please answer each of the following questions: •

Have you or any of your associated beneficiaries already benefited from previous LIFE cofinancing? (please cite LIFE project reference number, title, year, amount of the co-financing, duration, name(s) of coordinating beneficiary and/or partners involved): nie

•

Have you or any of the associated beneficiaries submitted any actions related directly or indirectly to this project to other European Union financial instruments? To whom? When and with what results? Beneficjent ubiegał się o wsparcie na realizację projektu w ramach instrumentu finansowego LIFE+ w naborze 2011,  w wyniku decyzji KE wniosek znalazł się na liście rezerwowej. Analiza przeprowadzona przez Wnioskodawcę wskazuje, że instrument finansowy LIFE+ w chwili obecnej jest jedynym możliwym źródłem finansowania planowanego przedsięwzięcia. Ponadto istota podejmowanego problemu zarówno w skali regionalnej, jak i możliwość wykorzystania rezultatów zarówno w skali krajowej, jak i europejskiej skłoniła wnioskodawców o powtórne ubieganie się o finansowanie projektu LIFE-APIS/PL.

•

For those actions which fall within the eligibility criteria for financing through other European Union financial instruments, please explain in full detail why you consider that those actions nevertheless do not fall within the main scope of the instrument(s) in question and are therefore included in the current project. Wnioskodawca przed przystąpieniem do składania wniosku przeanalizował możliwości ubiegania się o finansowanie z innych źródeł niż LIFE+: w przypadku uczelni wyższych możliwe jest ubieganie się o finansowanie w ramach: 7 Program Ramowy, w 7 PR finansowane są projekty badawcze o zasięgu międzynarodowym, składany projekt ma zasięg regionalny, nie są uwzględniani partnerzy zagraniczni, ponadto ma on charakter aplikacyjny -demonstracyjny. III komponent POIiŚ (Działanie 3.3.: Monitoring Środowiska) - Wnioskodawca nie może starać się o dofinansowanie, gdyż została w tym programie ściśle określona grupa beneficjentów, ponadto w chwili obecnej nie prowadzi się naboru wniosków Regionalny Program Operacyjny Województwa Dolnośląskiego 2007-2013, Priorytet 4 "Środowisko i bezpieczeństwo ekologiczne", zadanie 4.3.Poprawa jakości powietrza - jest to teoretycznie ten obszar działań, w którym powinien się znaleźć wnioskowany projekt, jednak w ogłoszonym naborze celem działań jest poprawa jakości powietrza poprzez modernizację źródeł ciepłowniczych, w związku z powyższym nie jest możliwe uzyskanie finansowania w ramach RPO DW. W związku z powyższym instrument finansowy LIFE+ jest optymalnym źródłem finansowania projektu związanego z zarzadzaniem środowiskiem i poprawą jakości powietrza oraz jakości zycia mieszkańców.  

Page 8 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 TECHNICAL APPLICATION FORMS

Part B - technical summary and overall context of the project

Page 9 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B1

SUMMARY DESCRIPTION OF THE PROJECT (Max. 3 pages; to be completed in English) Project title: Air Pollution and biometeorological forecast and Information System

Project objectives: Air pollution significantly affects quality of life, according to data published by WHO, the average life length in Poland is 10.7 months shorter because of the air pollution. In developed countries crucial negative significance is assigned to critical concentrations of particulate matter, ozone (O3) and heat-stress. E.g. many studies have also found associations between PMx and rates of hospitalization, chronic obstructive pulmonary disease and premature death. It is necessary to build knowledge base about the complex interactions between pollutants, weather conditions, and human health due to constant exposure to the effects of presence of different harmful components. The activities in this area should include complementary issues, such as long-term monitoring of human health and the quality of the environment including the use of spatial modeling methods for air quality and creating of short-term forecasts of exposure to high concentrations of pollutants. information obtained as a result of modeling and forecasting can be used to support environmental management in order to improve the state of the environment, reduce risks to human health and improve the living conditions. The establish of management and information systems for creating short-term forecasts of pollution levels can help in taking of appropriate strategies and control. Such information can be used by municipal services in order to minimize negative environmental effects and improve the state of air. The primary objective is to create an information and warning system for the public, including air pollution, meteorological and biometeorological conditions. This objective will be achieved by the implementation of specific objectives: I. Design and implementation of the air quality modeling system. II. Design and implementation the communication system about risks. III. Design and implementation a support system for the air quality management. Actions and means involved: Methodological assumptions In determining the scope of activities conducted in the project the following methodological assumptions were defined: I. The spatial range of activities. a) the area if interest will be region of Lower Silesia (with spatial resolution 2 km) b) for areas with high population density (i. e. Wroclaw, Legnica, Walbrzych), resolution in the models would be higher c) modeling for urban areas and implementation of a pilot scheme will be conducted in Wroclaw II. Use of models and modeling methods. a) meteorological model - WRF (Weather Research and Forecasting) b) pollution dispersion model - WRF / Chem (fully integrated with the meteorological model) c) modeling using artificial neural networks d) the use of FOSS software to support analysis and Warning System (GRASS, R, GeoServer). III. Activities related to the construction of a database of emissions. a) modeling of emissions from natural sources using WRF model b) Establish a database of emissions from anthropogenic sources c) setting the time variation of emissions - profiles will be developed on the basis of measurements carried out by WIOŚ Page 10 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B1 Expected results (outputs and quantified achievements): The APIS project represents fast and reliable way to provide decision-making bodies and public of Lower Silesia with necessary information and warnings about air quality and forecasted impact. This system will provide with the tool they need to reach a better control of air quality and more efficient environmental planning. It will contribute to improve air quality and public health by: ·         enabling emission-reduction during adverse weather condition; ·         reduction of the number of days on which the limit value is exceeded (by >10% days per year); ·         application of a pollution and biometeorological forecast system in the whole area of province (nowadays such system doesn't exist); ·         building the information system about current weather conditions and air quality which can be accessible by Lower Silesia citizens by the Internet, mobiles and in information points; ·         identification the areas where actions on air quality should be implemented; ·         enabling 3-5% reduction in emission of air pollution; ·         forecast the efficiency of actions on air quality; ·         reduction of air quality related health risks by warning the population about the acute pollution episodes or about harmful meteorological condition (e.g. heat waves); ·         providing assumptions for updating of the zoning plan; ·         raising public awareness about the pollution impact. Can the project be considered to be a climate change adaptation project?

Yes X

No

Climate change is not just an environmental issue—it is also a health problem. Climate change impacts on the human health, especially due to numerous extreme weather events (e.g. heat waves). Heatrelated mortality and morbidity it is the main problem in many region in Europe (e.g. France in 2003). The nature and scale of the final impacts will depend on the adaptive capacity and actions of health systems. It is important that we are not only prepared to react but also to prevent potential impacts. The challenge is to incorporate a public health information systems and ones emphasizes the importance of geographical information system in climate change adaptation strategies. The first main task is built the Health Early Warning Systems, which is extremely important in context of the heatstroke to implement preventive actions.

Page 11 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B1

SUMMARY DESCRIPTION OF THE PROJECT (Max. 3 pages; to be completed in national language) Project title: System prognoz stężeń zanieczyszczeń powietrza i warunków biometeorologicznych jako element oceny jakości życia

Project objectives: Zagrożenia związane ze słabą jakością powietrza atmosferycznego dotyczą zarówno wpływu zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka, jak również niekorzystnych warunków biometeorologicznych (np. fal upałów). Polityka UE w zakresie ochrony powietrza (Strategia tematyczna) za główny cel stawia sobie ograniczenie emisji zanieczyszczeń powietrza w celu ograniczenia ich negatywnych skutków dla ludzi i środowiska jako całości. Poprawa jakości powietrza to proces długotrwały, a wprowadzanie drastycznych sankcji przyczyniających się do ograniczenia emisji może prowadzić do spowolnienia wzrostu gospodarczego, a także wobec kryzysu ekonomicznego może budzić olbrzymi opór społeczeństwa. W takiej sytuacji wydaje się koniecznym tworzenie systemów prognozowania i ostrzegania mieszkańców przed zanieczyszczeniami powietrza, w tym także kluczowe znaczenia ma wzrost świadomości ekologicznej społeczeństwa. System zarządzania i informowania o jakości powietrza jest konieczny do tworzenia krótkoterminowych prognoz poziomów zanieczyszczeń w celu wprowadzania odpowiednich strategii działań i kontroli. System ostrzegania dotyczący jakości powietrza ma zatem dostarczyć z odpowiednim wyprzedzeniem informacji o ryzyku przekroczenia poziomów dopuszczalnych, ale także prognozowanych warunkach biometeorologicznych. Informacja taka może być wykorzystywana do ostrzegania służby zdrowia oraz innych służb miejskich w celu zminimalizowania negatywnych skutków oddziaływania środowiska. Ponadto system ostrzegania musi być wystarczająco niezawodny, zrozumiały dla większości ludzi oraz powszechnie dostępny. Kluczowymi informacjami o jakości powietrza dla obszaru Dolnego Śląska są dane dotyczące stężeń PMx oraz O3 (są to zanieczyszczenia, dla których muszą być tworzone programy naprawcze).   Actions and means involved: W ramach realizacji projektu LIFE-APIS/PL zaplanowane są szczegółowe działania: I. Zaprojektowanie i wdrożenie systemu modelowania jakości powietrza: a) wykonywanie krótkoterminowych prognoz warunków meteorologicznych, biometeorologicznych, stężeń zanieczyszczeń (O3, PMx) w wysokiej rozdzielczości przestrzennej b) ocenę ryzyka wystąpienia przekroczeń poziomów dopuszczalnych c) określenie AQI d) stworzenie systemu aktualizacji informacji o emisji zanieczyszczeń. II. Zaprojektowanie i wdrożenie systemu informowania o zagrożeniach: a) usługi internetowe informujące o przestrzennym rozkładzie zagrożeń  oraz o lokalnych prognozach b) tablice informacyjne prezentujące informacje  on-line c) komunikaty w mediach lokalnych. III. Zaprojektowanie i wdrożenie systemu wspomagania zarządzania jakością powietrza: a) budowę i homogenizację bazy danych o emisji b) analizę źródło-receptor wskazujące na najbardziej efektywny sposób uzyskania pożądanej jakości powietrza przez określenie źródeł emisji przyczyniających się w największym stopniu do pogorszenia Page 12 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B1 stanu c) wykonywanie prognoz długoterminowych Założenia metodyczne. I. Zakres przestrzenny działań: a) podstawowy zakres przestrzenny: województwo dolnośląskie b) dla terenów o dużym zagęszczeniu ludności (m.in. Wrocław, Legnica, Wałbrzych) zwiększenie rodzielczości do około 1 km c) modelowanie dla obszarów zurbanizowanych i wdrożenie systemu będzie pilotażowo wykonane dla Wrocławia II. Wykorzystanie modeli i metod modelowania: a) model meteorologiczny - WRF b) model dyspersji zanieczyszczeń - WRF/Chem c) modelowanie z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych d) wykorzystanie oprogramowania FOSS do tworzenia analiz i systemu ostrzegania. III. Działania związane z budową bazy danych o emisji: a) modelowanie emisji ze źródeł naturalnych przy pomocy modelu WRF b) opracowanie bazy danych emisji ze źródeł antropogenicznych c) wyznaczenie czasowej zmienności emisji - profile opracowane zostaną na podstawie pomiarów prowadzonych przez WIOŚ   Expected results (outputs and quantified achievements): Projekt LIFE-APIS/PL stanowi szybki i niezawodny sposób, aby dostarczyć organom decyzyjnym i społeczeństwu Dolnego Śląska niezbędnych informacji i ostrzeżeń dotyczących jakości powietrza (zanieczyszczeń oraz warunków biometeorologicznych) oraz ich prognozowanego wpływu. System ten dostarcza narzędzi, pozwalających na lepszą kontrolę jakości powietrza i wdrażanie bardziej efektywnego planowania środowiskowego. Wprowadzenie systemu LIFE-APIS/PL przyczyni się to do poprawy jakości powietrza (ograniczenie rejestrowanych stężeń) i zdrowia publicznego (zmniejszenie liczby przypadków ostrych zachorowań na choroby układu krążenia i oddechowego) przez: • umożliwienie obniżenia emisji podczas niekorzystnych warunków pogodowych • zmniejszenie liczby dni, w których wartość dopuszczalna została przekroczona (>10% dni w roku w stosunku do roku bazowego); • wdrożenie  prognoz  zanieczyszczeń powietrza i warunków biometeorologicznych w skali całego obszaru województwa (obecnie taki system nie istnieje); • budowę systemu informacji o aktualnych warunkach pogodowych oraz jakości powietrza, udostępniane dla obywateli Dolnego Śląska przez Internet, telefony komórkowe oraz na tablicach informacyjnych; • identyfikacja obszarów, w których działania w zakresie poprawy jakości powietrza powinny być realizowane; • sterowanie emisją, co umożliwi ograniczenie emisji zanieczyszczeń powietrza o 3-5%; • prognozowanie efektywności działań w zakresie jakości powietrza; • redukcja zagrożeń zdrowotnych związanych z niekorzystną jakością powietrza poprzez  ostrzeganie ludności o epizodach zanieczyszczeń lub o szkodliwych warunkach meteorologicznych; • dostarczenie założeń do aktualizacji planu zagospodarowania przestrzennego; • podnoszenie świadomości społecznej na temat wpływu zanieczyszczeń powietrza na stan środowiska Page 13 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B1 i zdrowie społeczeństwa. Can the project be considered to be a climate change adaptation project?

Yes X

No

Zmiany klimatu jest tylko nie problem ekologiczny ale także zdrowotny. Skutki zmian klimatu dla zdrowia ludzi przejawiają się przede wszystkim wpływem coraz częściej występujących ekstremalnych zjawisk pogodowych (np. fal upałów). Wzrost śmiertelności i zachorowalności spowodowanych falami upałów jest głównym problemem wielu regionów w Europie (np. we Francji w 2003 r.). Charakter i skala ostatecznych skutków będą zależały od zdolności adaptacyjnych i działania systemów opieki zdrowotnej. Wyzwaniem jest tutaj przede wszystkim włączenie zdrowia publicznego do systemów informowania i ostrzegania społeczeństwa. Podkreślić należy znaczenie systemu informacji geograficznej w strategii adaptacyjnej do zmian klimatu. Projekt LIFE-APIS/PL wychodzi naprzeciw tym celom, gdyż wprowadzenie metod prognozowania i ostrzegania przyczyni się do wypracowania strategii działania dla regionu, z możliwością zaimplementowania ich w innych obszarach.

Page 14 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B2 ENVIRONMENTAL PROBLEM TARGETED Polityka ochrony środowiska Unii Europejskiej opiera się na przekonaniu, że rozwój gospodarczy wraz z odpowiednią ochroną środowiska przyczyniają się do poprawy jakości życia, a zapewnienie równego dostępu wszystkich mieszkańców do bezpiecznego i zdrowego środowiska jest jednym z głównych zadań realizowanych w ramach spójnej polityki UE. Jednym z podstawowych problemów środowiskowych dotykających ludzi zarówno w krajach rozwiniętych jak i rozwijających się jest szeroko rozumiana jakość powietrza. Podstawowym zagrożeniem są tutaj zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Dyrektywa w sprawie czystszego powietrza dla Europy 2008/50/WE zanieczyszczenie powietrza definiuje jako „każdą substancję znajdująca się w powietrzu, która wywołuje prawdopodobieństwo szkodliwego oddziaływania na zdrowie ludzkie i/lub środowisko jako całość”. Silny związek pomiędzy zanieczyszczeniami powietrza a zdrowiem ludzi jest podkreślany w wielu badaniach, a spośród wielu wskaźników skażenia powietrza szczególną uwagę zwraca się na zwiększone stężenia pyłu zawieszonego (zwłaszcza frakcji respirabilnej) oraz ozonu, jako szczególnie szkodliwych dla zdrowia ludzi i stanu środowiska. Należy podkreślić jednak złożoność problemu zanieczyszczeń powietrza, w szczególności w aspekcie zmieniającego się klimatu. Przez „coctail effect” należy rozumieć nie tylko synergiczne oddziaływanie różnych związków zanieczyszczających atmosferę, ale również reakcje zachodzące w określonych warunkach klimatycznych, wpływających przykładowo na odpowiedź organizmu np. w sytuacjach stresu cieplnego. Takie podejście do problemu zanieczyszczeń powietrza w kontekście jakości życia jest szczególnie istotne w budowaniu odpowiednich strategii adaptacyjnych. W krajach rozwiniętych spośród licznych czynników obciążających, w ostatnich latach kluczowe znaczenie przypisuje się koncentracji pyłu zawieszonego, ozonu oraz stresowi cieplnemu. Główne znaczenie dla zdrowia ludzi i stanu środowiska ma aerozol o średnicy aerodynamicznej poniżej 10 μm - PM10. Ta frakcja pyłu dociera do górnych dróg oddechowych i płuc. Prowadzone badania epidemiologiczne wskazują na wzrost liczby zgonów wywołanych zwiększoną zachorowalności na choroby serca, naczyń krwionośnych, dróg oddechowych oraz raka płuc. Bardziej niebezpieczna jest ich drobniejsza frakcja PM2.5 (średnica mniejsza niż 2.5 μm), która penetruje głębiej do płuc i może docierać do pęcherzyków płucnych, w niektórych obszarach może stanowić 70-90% składu PM10. Krótkoterminowa ekspozycja na PM10 i PM2.5 może spotęgować dolegliwości płucne związane z astmą i z infekcjami dróg oddechowych, a u osób z chorobami serca może doprowadzić do arytmii, niedokrwienia lub nawet do zawału (WHO 2004; EC 2005; US EPA 2005). Z punktu widzenia stanu zdrowotnego społeczeństwa jeszcze bardziej niebezpieczne jest długotrwałe przebywanie w środowisku o podwyższonej koncentracji pyłu zawieszonego. U osób żyjących przez wiele lat na obszarach o wysokim poziomie stężenia PM10 i PM2.5 zwiększa się prawdopodobieństwo śmierci spowodowanej chorobami układu krążenia. Ponadto zaobserwowano częstsze występowanie chorób płuc, redukcję ich funkcji, zapalenia oskrzeli, chroniczny kaszel, miażdżycę tętnic (WHO 2004). Niektóre wyniki prac badawczych sugerują wręcz brak progowej wartości stężenia aerozolu, poniżej której nie obserwuje się negatywnych skutków dla zdrowia ludzi. Wzrost zanieczyszczenia pyłem zwieszonym przejawia się również zwiększoną zachorowalnością na alergie, zwłaszcza te związane z pyłkami roślinnymi. Szczególne znaczenie przypisuje się tutaj niespalonym cząstkom pochodzącym z silników diesla (tzw. DEP). Ozon, ze względu na swe właściwości utleniające należy do najbardziej szkodliwych zanieczyszczeń wtórnych dla człowieka. Ozon w warstwie przyziemnej wpływa na występowanie dolegliwości górnych dróg oddechowych. Badania wskazują, że ekspozycja na ozon w zakresie 160 - 360 µg/m3 w okresie 18 h wpływa na pogorszenie funkcji płuc. Ekspozycja na podwyższone stężenia ozonu wpływa na zwiększoną liczbę hospitalizacji na zapalenie płuc, astmę, nieżyty górnych dróg oddechowych oraz wzrost umieralności. Mimo, że przewlekłe oddziaływanie ozonu może powodować skutki zdrowotne, nie do końca jest to wyjaśnione ze względu na brak szczegółowych informacji statystycznych Na podstawie danych WHO, ekspozycja na stężenia powyżej 160µg/m3 (jako dobowe maksimum 8-h) może prowadzić do wzrostu śmiertelności na poziomie 3-5% (0.3 – 0.5% na każde 10 µg/m3 powyżej poziomu tła 70 µg/m3). W związku z powyższym zgodnie z sugestiami WHO (2005) poziom docelowy koncentracji ozonu powinien być ustalony na 100 µg/m3 (zgodnie z ustawą 120 µg•m-3), jakkolwiek jest możliwe, że skutki zdrowotne mogą być widoczne przy niższych stężeniach u osób wrażliwych. Ponadto ozon szkodliwie oddziałuje na rośliny, około 75% szkód w świecie roślinnym przypisuje się właśnie silnym utleniaczom. Poza zanieczyszczeniami powietrza, istotnym czynnikiem wpływającym na jakość życia mieszkańców jest stres cieplny, przy czym często te komponenty środowiska są ze sobą powiązane. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że synergistyczne oddziaływanie wielu czynników ma decydujące znaczenie w reakcjach znacznej części mieszkańców aglomeracji miejskich w sytuacjach z niekorzystną pogodą do jakich należy zaliczyć m.in. tzw. fale upałów. W ostatnich latach są one dość często obserwowane w wielu regionach świata o optymalnych dotychczas warunkach klimatycznych, w tym także w Europie. Jest to przyczyną istotnego wzrostu dyskomfortu, a w skrajnych sytuacjach może powodować stany chorobowe i wzrost śmiertelności. Niekorzystne warunki biometeorologiczne powodują obniżenie w Page 15 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B2 okresie lata atrakcyjności turystycznej, co ma wymierne znaczenie ekonomiczne dla funkcjonowania miasta. Wg doniesień WHO zanieczyszczenia powietrza są odpowiedzialne za przedwczesną śmierć około 2 mln ludzi na świecie każdego roku. W UE skala problemu jest również bardzo duża. Obecnie na terenie wspólnoty odnotowuje się skrócenie średniej długości życia o ponad 8 miesięcy wynikające z obecności w powietrzu PM2.5, w przeliczeniu powoduje to utratę 3,6 milionów lat życia rocznie. W skali Europy najwyższe stężenia PM10 rejestrowane są w krajach Beneluksu, północnych Włoszech, a także w Polsce. Oszacowano, że na tych terenach przeciętna długość życia ulega skróceniu o rok. Przeciwdziałaniem jest tutaj wdrażanie odpowiedniej polityki co, przy obecnym podejściu, spowoduje, że w 2020 r. skrócenie przeciętnej dłuości życia ulegnie zmniejszeniu do około 5,5 miesiąca. Prognozy dotyczące ozonu troposferycznego wskazują, że będzie on przyczyną około 21tys. przedwczesnych zgonów w 2020 r. Ma to swój wyraz w dwóch obszarach. Po pierwsze przekłada się na jakość życia (szczególnie narażone są dzieci, osoby starsze oraz osoby cierpiące na astmę i choroby sercowonaczyniowe). Po drugie przynosi do realne straty ekonomiczne. Szacunki odnośnie roku 2020 wskazują, że same tylko szkody w zdrowiu ludzkim to od 189 do 609 miliardów euro rocznie. Monitoring jakości powietrza wykonywany jest na terenie województwa dolnośląskiego w 4 strefach: aglomeracja wrocławska, miasto Wałbrzych, miasto Legnica, strefa dolnośląska (pozostały obszar województwa). Realizowany monitoring powietrza wykazuje, że:  na przeważającym obszarze województwa występują niskie stężenia dwutlenku siarki, tlenku węgla i metali ciężkich; na znacznym obszarze województwa rejestrowany jest wysoki ponadnormatywny poziom zanieczyszczenia powietrza pyłem zawieszonym PM10, PM2.5, benzo(a)pirenem i ozonem (jeden z najistotniejszych obecnie problemów). Przekroczenia zanotowano dla:pyłu zawieszonego PM10 w 17 ppk (całe województwo), pyłu zawieszonego PM2.5 w 3 ppk: aglomeracja wrocławska, miasto Legnica, benzo(a)pirenu w 11 ppk (całe województwo),ozonu w 3 ppk: (strefa dolnośląska i miasto Legnica); przekroczenia poziomu docelowego arsenu (miasto Legnica). Największy wpływ na poziom zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem azotu, dwutlenkiem siarki czy drobnym pyłem zawieszonym ma: -emisja z obiektów zaliczanych do sektora komunalno-bytowego: lokalnych kotłowni i palenisk domowych, wyposażonych w niskie emitory, zlokalizowanych często w centralnych, gęsto zabudowanych obszarach miast, -emisja związana z ruchem samochodowym, -położenie miejscowości w kotlinach górskich utrudnia rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń, zwłaszcza podczas występowania inwersji temperatury, - tzw. wtórna emisja zanieczyszczeń – dotycząca głównie pyłu zawieszonego PM10. Poprawa jakości powietrza to proces długotrwały, a wprowadzanie drastycznych sankcji przyczyniających się do ograniczenia emisji może prowadzić do spowolnienia wzrostu gospodarczego. Może także, wobec kryzysu ekonomicznego, budzić opór społeczeństwa. W takiej sytuacji wydaje się koniecznym tworzenie systemów prognozowania i ostrzegania mieszkańców przed zanieczyszczeniami powietrza, co może się przełożyć na wzrost świadomości ekologicznej społeczeństwa. System zarządzania i informowania o jakości powietrza jest konieczny do tworzenia krótkoterminowych prognoz poziomów zanieczyszczeń w celu wprowadzania odpowiednich strategii działań i kontroli. System ostrzegania dotyczący jakości powietrza ma zatem dostarczyć z odpowiednim wyprzedzeniem informacji o ryzyku przekroczenia poziomów dopuszczalnych, ale także prognozowanych warunkach biometeorologicznych. Informacja taka może być wykorzystywana do ostrzegania służby zdrowia oraz innych służb miejskich w celu zminimalizowania negatywnych skutków oddziaływania środowiska. Ponadto system ostrzegania musi być wystarczająco niezawodny, zrozumiały dla większości ludzi oraz powszechnie dostępny.

STATE OF THE ART AND INNOVATIVE ASPECTS OF THE PROJECT

Page 16 of 108

LIFE12 ENV/PL/000056 - B2 Zapewnienie odpowiednich standardów jakości życia wymaga zintegrowanego podejścia naukowego, planistycznego i realizacyjnego. Nie jest możliwe efektywne zarządzanie jakością powietrza bez szczegółowego rozpoznania mechanizmów prowadzących do występowania wysokich stężeń zanieczyszczeń w skali regionalnej. Ostatecznym celem jest tworzenie odpowiednich strategii i systemów jakości powietrza, w których znaczną rolę odgrywają modele rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Zgodnie z europejską polityką w zakresie ochrony powietrza modelowanie dyspersji zanieczyszczeń stanowi jeden z najbardziej istotnych elementów systemu. Mają one zastosowanie w różnych obszarach, m.in. ustalenie przyczyn przekroczeń dopuszczalnych stężeń, wskazywanie obszarów szczególnie narażonych na przekroczenia, tworzenie krótkoterminowych prognoz jakości powietrza a także do oceny skutków podejmowanych działań i wdrażanych strategii. Działania zmierzające do ograniczenia emisji mają charakter długofalowy, dlatego powszechny dostęp do informacji o jakości powietrza oraz ryzyku z tym związanym (wprowadzenie zrozumiałych indeksów jakości powietrza) może w istotny sposób ograniczyć negatywne skutki oddziaływania skażenia powietrza na zdrowie. Powyższe założenie, przyczyniło się do wypracowania idei systemu informowania i ostrzegania społeczeństwa o jakości powietrza, w szerokim zakresie, zarówno pod względem właściwości chemicznych jak i fizycznych, gdyż tylko zintegrowane podejście oraz szeroki dostęp do informacji i wzrost świadomości mieszkańców może przełożyć się na po poprawę jakości życia. System składa się (diag.1) z modułu odpowiedzialnego za prognozowanie warunków (bio)meteorologicznych, stężeń zanieczyszczeń powietrza oraz moduł udostępniania i prezentacji danych. Projekt LIFE-APIS/PL będzie tworzył zintegrowany innowacyjny system wspierania zarządzania środowiskowego łączący różnorodną metodykę w celu zapewnienia jak najlepszych rezultatów w zakresie modelowania i prognozowania jakości powietrza i warunków biometeorologicznych: modele fizyczne, sztuczne sieci neuronowe wraz z systemem prezentacji i wizualizacji danych i prognoz oraz dostępem do danych geoprzestrzennych.  Ponadto wypracowana zostanie metodyka oceny zasięgu warstwy mieszania MH - jednego z najważniejszych parametrów w zakresie jakości powietrza, z wykorzystaniem dedykowanej do tego celu prototypowej aparatury. Pozwoli to stworzyć model operacyjny, łatwy do implementacji przez służby odpowiedzialne za zarządzanie środowiskowe. Do określenia pola elementów meteorologicznych w sposób ciągły przestrzennie i czasowo, zostanie zastosowany mezoskalowy model meteorologiczny WRF (Weather Research and Forecast). W Polsce model był stosowany do opracowywania danych meteorologicznych do analizowania dyspersji zanieczyszczeń w skali województwa. Model WRF jest stosowany także do opracowań w wyższej rozdzielczości przestrzennej. Wg wiedzy autorów opracowania, WRF nie był do tej pory stosowany w takim kontekście w Polsce. Zintegrowanie modelu meteorologicznego WRF z modułem chemicznym, WRF-Chem, pozwoli na połączenie modelowania procesów meteorologicznych i dyspersji zanieczyszczeń w tzw. sposób online. Modele fizyczne w obszarach miejsko-przemysłowych są trudno weryfikowalne, alternatywą są często modele statystyczne, w tym modele regresyjne. Ze względu na nieliniowość niektórych procesów obiecujące jest zastosowanie sztucznych sieci neuronowych ANN (Artificial Neural Network), szczególnie na obszarze miast, gdzie często stosowane są jako element strategii zarządzania środowiskiem (np. Bilbao). Mając na uwadze negatywne skutki wzrostu temperatury w aspekcie zmieniającego się klimatu, szczególnie silnie odczuwane w obszarach miejskich należy uwzględnić informowanie o warunkach biometeorologicznych (np. o wielkościach wskaźnika UTCI) w systemie informowania i ostrzegania społeczeństwa. We Wrocławiu w ostatnich kilkunastu latach wzrosła wyraźnie częstość pojawiania się dni gorących (25,0≤tmax