II.i EI: Environmentální informatika

Vedoucí skupiny
Jméno: Emil Pelikán
Telefon: +(420) 224 359 547
Email: emil.pelikan(at)ciirc.cvut.cz

Environmentální informatiku můžeme chápat jako interdisciplinární obor, který se zabývá řešením problémů týkajících se životního prostředí s využitím moderních informatických postupů. Mezi tyto postupy patří například metody matematického modelování, matematické statistiky, metody HPC (High Performance Computing), metody strojového učení apod. Environmentální informatika se dynamicky rozvíjí zejména v posledních letech, a to díky technické i ekonomické dostupnosti dat z celé řady environmentálních měření. Tato data mohou pocházet jak z konvenčních, tak i z netradičních zdrojů, jako jsou například senzorové sítě, mobilní telefony, automobily, nové satelity s vysokým rozlišením apod. Rozvoj v oblasti environmentálních měřících technik, stejně jako vědecký pokrok v informatice a v mnoha dalších souvisejících vědních oblastech, přináší řadu nových zajímavých problémů a výzev, které jsou předmětem našeho výzkumného zájmu.

Některé příklady konkrétních výzkumných témat, kterými se zabýváme:

  • Při modelování počasí a kvality ovzduší používáme, kromě vlastní implementace numerických předpovědních modelů, i techniky asimilace dat. Využívají se přitom data z různých zdrojů měření meteorologických veličin a koncentrací polutantů v atmosféře (konvenční meteorologické stanice, satelitních a letecká měření, měření z dálkového průzkumu apod.). Našim hlavním cílem v této oblasti je zlepšení modelovacích a predikčních schopností používaných modelů.
  • Inverzní modelování je používáno ve spojení s modely kvality ovzduší k vylepšení emisních inventářů včetně stanovení denních profilů i ke specifikaci míry příspěvků jednotlivých emisních zdrojů k analyzovanému zdravotnímu riziku.
  • Pro modelování vlivu městských tepelných ostrovů na klima, počasí i na kvalitu ovzduší v urbanizovaných oblastech využíváme modely městského povrchu BEM (building energy models) ve spojení s regionálními modely s velmi jemným prostorovým rozlišením popřípadě modely v pracující v mikroskopickém měřítku.
  • Matematické modelování spotřeby zemního plynu spočívá především ve vývoji modelů spotřebitelského chování odběratelů zemního plynu bez průběhového měření spotřeby. Tyto modely jsou využívány jak pro předpověď spotřeby, tak i pro další související úlohy, jako je rozpočet známé celkové spotřeby do kratších časových úseků anebo zpřesnění denních chodů emisních inventářů. Kromě toho vytváříme typové diagramy spotřeby zemního plynu pro ČR.
  • Vyvíjíme predikční metody pro obnovitelné zdroje energie založené na předpovědi globálního slunečního záření, oblačnosti a rychlosti a směru větru s cílem zlepšit predikci výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Využíváme jak speciálně parametrizované numerické modely počasí, tak i sofistikované statistické metody či metody strojového učení.
  • Analyzujeme zdroje radonových koncentrací založené na zpracování on-line měření.
  • Provádíme dynamické modelování chování vzorku astmatických dětí v Ostravě, včetně popisu dynamického účinku vybraných znečišťujících látek v ovzduší.

Zodpovídá: Emil Pelikán