เสถียรภาพของอากาศ กับการทำ Consequence Modelling
แบบจำลองการแพร่กระจายของสารอันตราย – เสถียรภาพของชั้นบรรยากาศ (ตอนที่ 1) หนึ่งในอุบัติเหตุที่พบบ่อยในกระบวนการผลิต คือ การรั่วไหลของสารอันตรายเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ การประเมินผลกระทบจากการรั่วไหลโดยอาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์จึงมักถูกศึกษา เพื่อประเมินระยะปลอดภัยจากผลกระทบของเหตุอันตราย และ การจัดทำแผนปฏิบัติการฉุกเฉิน เช่น การออกแบบพื้นที่สำหรับการอพยพ หลังจากสารอันตรายรั่วไหลออกจากอุปกรณ์ในกระบวนการหรือระบบท่อ ความดันเริ่มต้น ณ จุดรั่วไหลจะมีผลต่อการเคลื่อนที่ของสาร แต่การแพร่กระจายของสารในอากาศจะเริ่มส่งผลหลักต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของสาร และ ความเข้มข้นของสารอันตราย ที่ระยะห่างจากจุดรั่วไหลตั้งแต่ 100 เมตรถึง 10 กิโลเมตรโดยประมาณ ในบทนี้เราจะพูดถึงเรื่องเสถียรภาพในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นหนึ่งในตัวแปรสำคัญที่มีผลต่อการกระจายตัวของสารอันตรายหลังการรั่วไหล การรั่วไหลของสารไวไฟจุดเดือดต่ำมีโอกาสนำไปสู่การเกิด vapor cloud explosion ได้มากขึ้นเมื่อเกิดในช่วงที่อากาศมีเสถียรภาพสูง เช่นเหตุระเบิดที่ถังเก็บน้ำมันในเมือง Buncefield ซึ่งเกิดเหตุในวันที่อากาศมีเสถียรภาพสูง อุณหภูมิใกล้ 0°C [1] การรั่วไหลของไอน้ำมันชนิดระเหยง่ายสำหรับใช้ในฤดูหนาวประมาณ 300 ตัน สามารถสร้าง vapor cloud ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้างถึง 400 เมตรในเวลา 40นาที ผลของอุบัติเหตุส่งผลกระทบต่อพื้นที่บริเวณกว้างซึ่งสามารถมองเห็นได้จากภาพถ่ายทางดาวเทียม ดังรูปที่1 รูปที่ 1 (ซ้าย) กลุ่มหมอกควันหลังการระเบิดที่ Buncefield กลุ่มหมอกควันแนวราบแสดงแนวเส้น temperature inversion ซึ่งเป็นสภาพอากาศที่มีเสถียรภาพสูง [1], (ขวา) ภาพถ่ายดาวเทียมแสดงบริเวณที่ได้รับผลจากการระเบิดที่เมือง Buncefield [2] ชั้นบรรยากาศของโลกแบ่งออกได้เป็นชั้นต่างๆตามความสัมพันธ์ของอุณหภูมิกับความสูงดังรูปที่ 2 เราจะสนใจการเคลื่อนตัวของบรรยากาศในชั้นที่เราอาศัยอยู่คือชั้นโทรโพสเฟียร์ (Troposhere) ซึ่งมีความหนาประมาณ 10 กิโลเมตร เพื่อการประเมินผลกระทบจากการรั่วไหลของสารอันตราย อุณหภูมิของอากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์จะลดต่ำลงเมื่อความสูงจากพื้นโลกเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากผิวโลกเป็นแหล่งให้พลังงานความร้อนสำคัญของบรรยากาศในชั้นนี้ ที่ระยะห่างจากพื้นโลกมากขึ้นอุณหภูมิจึงยิ่งลดลง…