Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Model for Simulation of Air and Ground Contamination Associated with Nuclear Weapons. An Emergency Preparedness Model
SMHI, Research Department, Air quality.ORCID iD: 0000-0002-3107-6564
SMHI, Research Department, Air quality.ORCID iD: 0000-0003-2738-5556
FOA.
2000 (English)Report (Other academic)
Abstract [sv]

En kärnvapenexplosion ovan mark kan medföra förödande skador på upp till någon mils avstånd från detonationspunkten p.g.a. direkta verkansformer som stötvåg, värmestrålning och initialstrålning. Men allvarliga strålskyddsproblem kan även uppträda på mycket stora avstånd genom att radioaktiva partiklar transporteras med vindarna och deponeras på avlägsna platser. Vilka områden som drabbas bestäms helt av rådande väderförhållandena och explosionstyp. Bra prognoser för när och var den radioaktiva beläggningen uppkommer är av stort värde för strålskyddsarbetet vid en verklig händelse. Sårbarhetsstudier, spel och övningar inom den civila beredskapen kräver också realistiska simuleringar. Transport och spridning i atmosfären över stora avstånd (ca 200 - 4000 km) innefattar många komplicerade processer och enda möjligheten att göra en realistisk beskrivning är att använda en datoriserad spridningsmodell.

Tillgången är mycket begränsad på mätdata som kan utnyttjas för att utveckla en spridningsmodell för simulering av kärnvapenexplosioner. Därför har i denna studie två principiellt helt olika modeller utvecklats och utnyttjats, dels PELLO vid FOA, dels MATCH vid SMHI. Modelljämförelser har givit dels förbättrad förståelse för olika processers betydelse, dels minskat risken för större fel i modellerna. PELLO-modellen är en s.k. partikelmodell (Random Displacement Model) där ett stort antal partiklar med olika storlek och egenskaper emitteras och följs. MATCH-modellen är en s.k. eulersk modell där partikelhalt och deposition beskrivs i ett högupplöst tredimensionellt rutnät.

En modul som beskriver utsläppsfördelning och partikelstorlekar för olika typer av kärnvapenexplosioner har tagits fram och utnyttjas i båda modellerna. Modellerna använder meteorologiska indata i form av numeriska analyser av uppmätta väderdata eller numeriska väderprognoser, som kan erhållas från SMHis väderprognosmodell HIRLAM (Hlgh Resolution Limited Area Model) eller den globala väderprognosmodellen vid ECMWF (European Centre for Medium Weather Forecasts).

MATCH för simulering av kärnvapenexplosioner ingår nu i SMHis dygnet runt beredskap, där tillgång till realtids väderinformation finns. Övningar görs av berörd personal. Resultat från spridningsberäkningarna kan i realtid överföras till en skyddad hemsida på Internet, som endast berörda svenska myndigheter har tillträde till. De två spridningsmodellerna utnyttjas dessutom som simuleringsverktyg på FOA och SMHI för att ta fram underlag till olika typer av övningar och studier

Abstract [en]

A nuclear weapon explosion above ground can cause tremendous damage within thearea of some tens of kilometres from the explosion point due to direct damage throughthe blast wave, thermal radiation and initial nuclear radiation. Serious radiationprotection problems can also appear on very large distances, due to large amounts ofradioactive particles being transported by the winds and deposited in areas far awayfrom the explosion. Which areas to be affected are entirely determined by the characterof the explosion and the present weather situation. In such situations the possibility tosimulate and forecast in an accurate way the transport and deposition of radioactivesubstances, caused by the nuclear explosion, can be of fundamental importance in theradiation protection work. Studies of vulnerability and exercises within the civilpreparedness also demand realistic simulations. Transport and dispersion in theatmosphere over large distances (ca 200 - 4000 km) includes many complex processesand the only possibility to make a realistic description is to use a computeriseddispersion model.

The access to measured atmospheric chemistry or radiological data, which can beutilised for the development of a dispersion model for nuclear weapon explosions, isvery limited. Therefore two in principal different models have been developed andutilised in the present study, on one hand PELLO at FOA, on the other hand MATCH atSMHI. The model comparisons have given both better understanding of the importanceof different processes and reduced the risk for severe errors in the models. The PELLOmodel is a so-called particle model (Random Displacement Model) in which a largeamount of particles, with diff erent sizes and characteristics, are emitted and traced. TheMATCH model is basically a so-called Eulerian model, where concentration of particlesand deposition are described in a high-resolution three-dimensional grid.

A module describing the emission distribution of particle sizes at different types ofnuclear weapon explosions has been formulated and is used in both models. Themeteorological input data to both models is numerical weather analyses and forecasts.This weather information can be obtained from the European scale HIRLAM (HlghResolution Limited Area Model) weather forecast model at SMHI or from the globalmodel at ECMWF (European Centre for Medium Weather Forecasts).

The MATCH model, adjusted to simulations of explosions of nuclear weapons, is nowincluded in the 24h preparedness at SMHI where real time weather data is available.Exercises are performed for the involved staff. Results from dispersion calculations canin real time be transmitted to a homepage on Internet with restricted access only forinvolved Swedish authorities. Besides, both dispersion models can be utilised assimulation tools at FOA and SMHI to produce the basis for different types of exercisesand studies.

Place, publisher, year, edition, pages
SMHI , 2000. , p. 42
Series
Meteorology, ISSN 0283-7730 ; 95
Keywords [sv]
MATCH, meteorologi, data
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences
Research subject
Meteorology; Remote sensing
Identifiers
URN: urn:nbn:se:smhi:diva-2331Local ID: Meteorologi, Luftkvalitet, Rapporter, Serie MeteorologiOAI: oai:DiVA.org:smhi-2331DiVA, id: diva2:947624
Available from: 2000-05-13 Created: 2016-07-08 Last updated: 2020-05-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6939 kB)3 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6939 kBChecksum SHA-512
40eaa05553abce30955c214f96c30e2d1dc5c6734f0677286ec9aad8ac30445d682284d37f38ea4a8a6549a4abbb0aa49898077a9188d647e764ef0bbe64fcfc
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records BETA

Persson, ChristerRobertson, Lennart

Search in DiVA

By author/editor
Persson, ChristerRobertson, Lennart
By organisation
Air quality
Meteorology and Atmospheric Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 3 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 30 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf