MODELO DE PRONÓSTICO METEOROLÓGICO MODELO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS MODEAM MODELO DE CALIDAD DEL AIRE. Por MARIA VICTORIA TORO G. Ph.D.

Transcripción

1 MODELO DE PRONÓSTICO METEOROLÓGICO MODELO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS MODEAM MODELO DE CALIDAD DEL AIRE Por MARIA VICTORIA TORO G. Ph.D.

2 ESTRUCTURA DEL SIMECA

3 MODELOS DE PRONÓSTICO Topografía y Uso del Suelo Parametrización Mellor Yamada Harrington Campos verticales Realisys Modelo de Reacción química Comprehencive Air Model CAMx Inventario de Emisiones Modelo de Pronóstico Meteorológico Regional Atmospheric Modeling System RAMS Campo de Temperatura Campo de Energía Cinética Campo Humedad relativa Mecanismo de Reacción Quimica Campo de Ozono Campo de óxidos de nitrógeno Campo de COV Campo de Viento

4 DOMINIO DE SIMULACIÓN

5 Predicciones Climáticas Modelos Matemático Reanálisis GFS Datos de Entrada al Modelo Predicciones Regionales

6 PERFILES VERTICALES DE MODELOS Modelo Global GFS de la NOAA Sondeos en Cercanías a la Costa Atlántica

7 RESULTADOS Regional Atmospheric Modelling System RAMS CAMPO DE VIENTO Y TEMPERATURA A DIFERENTES HORAS

8 MODELO CAMx Topografía y Uso del Suelo Parametrización Mellor Yamada Harrington Campos verticales Realisys Modelo de Reacción química CAMx Inventarco de Emisiones Modelo de Pronóstico Meteorológico RAMS Campo de Temperatura Campo de Energía Cinética Mecanismo de Reacción Quimica Campo de Ozono Campo de óxidos de nitrógeno Campo de COV Campo Humedad relativa Campo de Viento

9 MODELO DE INVENTARIO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS Es una estimación de todos los contaminantes de interés emitidos a la atmósfera por diversas actividades humanas y fuentes de origen natural, para un período y área geográfica determinada.

10 Dominio del Modelo 60km 60km Características espaciales y temporales: Dominio seleccionado 60x60 km Resolución Espacial 1x1 km Resolución Temporal 1 h Año base 2005

11 METODOLOGÍA A PARA LAS FUENTES MOVILES Metodología CORINAIR:Estimación de emisiones aplicando Factores de Emisión (16% de los COV)

12 Definición n de la Red vial

13 COMPOSICIÓN N DEL TRAFICO AUTOMOTOR Categoría a de los Vehículos Categorí a vehí culo Porcentaje Autos 29,8 cilindrada < 1,4 l. Autos 21,6 cilindrada 1,4 l 2,0 l. Autos 17,1 cilindrada > 2,0 l. Buses 2,1 Camiones 5,2 Motos 24,2 Modelo Vehí culo Porcentaje x , < x < , x < ,9 x ,0 VOLUMEN MIXTO Ciclo diario PUENTE DE LA CALLE CAMIONES 1% BUSES 4% MOTOS 9% AUTOS 86 % 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 TIEMPO

14 m { } i Njr( k, t) Lr( k Fj i E ( k, t) = ) r Cálculo de las Emisiones en Caliente j= 1 Emisión Emisión del del componente ii en en el el tramo tramo r r por por km km 2 por 2 por hora hora Conjunto de de vehículos de de categoría j j en en el el tramo tramo de de vía vía r r de de tipo tipo p a a una una hora hora determinada Longitud del del tramo tramo considerado Factor Factor de de emisión emisión del del la la categoría j j del del componente i i

15 RESULTADOS FUENTES MOVILES RESULTADOS FUENTES MOVILES Emisi Emisi Emisi Emisión (ton/a ton/a ton/a ton/año) Contaminante Contaminante Contaminante Contaminante TOTAL TOTAL TOTAL TOTAL SO SO SO SO TSP TSP TSP TSP COV COV COV COV s NOx NOx NOx NOx CO CO CO CO

16 METODOLOGÍA A PARA LAS EMISIONES BIOGÉNICAS Nombre Tiempo de vida Fórmula Isopreno 1-2 horas C 5 H 8 Monoterpernos horas C 10 H x Otros COV Reactivos < 1 día C x H y O z Otros COVno Reactivos> 1 día C x H y O z

17 Cálculo de las Emisiones Modelo Guenther 93 E i [ ] A j FE = ij Modelo de Isopreno FE ij = FE ijs C L C T TIPO DE USO DE SUELO Area km 2 PORCENTAJE Bosques Cultivos Matorrales Otros

18 Emisiones Totales Biog Emisiones Totales Biogénicas nicas Emisi Emisi Emisi Emisión (ton/a (ton/a (ton/a (ton/año) o) o) o) Contaminante Contaminante Contaminante Contaminante TOTAL TOTAL TOTAL TOTAL NO NO NO NO Otros Otros Otros Otros COV COV COV COV s Monoterpeno Monoterpeno Monoterpeno Monoterpeno ISOPRENO ISOPRENO ISOPRENO ISOPRENO

19 METODOLOGÍA A PARA LAS FUENTES INDUSTRIALES Visita a las Empresas para Georreferenciación Recolección y Revisión de informes de mediciones en chimeneas Determinación de emisiones con Factores de Emisión Sondeo de Nuevas Empresas

20 CONTAMINANTES CRITERIO (Ton/año) Emision (Ton/Año) 35000, , , , ,0 Emisión (Ton/Año) EMISION (Ton/año) 10000,0 5000,0 2,000, ,500, ,000, , ,0 500, , ,050.0 CONTAMINATES EFECTO INVERNADERO 1,656,582.0 CONTAMINANTES ESPECIALES TSP SOX NOX CO PM10 Contaminante , ,950.0 CO2 N2O CH4 3,900.0 Contaminante 3, ,800.0 PAH METALES CONTAMINANTE

21 Distribución n de las Emisiones Totales

22 Distribución n de las Emisiones Totales

23 Modelo de Inventario Base de datos fuentes Fijas Modelo fuentes Móviles ETROME Modelo Fuentes Biogénicas BEIS

24 MODELO DE EMISIONES MODEAM EMISIONES TOTALES F. Industriales ton/año F. Moviles ton/año F. Biogénicas 6342 ton/año Total Inventario ton/año

25 MECANISMOS DE REACCION QUIMICA El mecanismos de reacción química elegido para la simulación es el Carbond Bond IV que describe la fotoquímica de la atmósfera mediante 92 reacciones y componentes atmosféricos. NO 2 + hv NO + O* Destrucción de Dióxido de Nitrógeno (mañana) O* + O 2 O 3 Producción de Ozono (medio día) NO + O 3 NO 2 + O 2 Ozono (tarde) Destrucción de

26 COLUMNA DE OZONO CONCENTRACIÓN N EN EL NIVEL SUPERIOR

27 CAMPO DE DISTRIBUCIÓN N DE OZONO

28 COMPARACIÓN N DE LOS RESULTADOS DE LOS MODELOS CON LOS DATOS MEDIDOS EN CAMPO Validación

29 PRIMERA REGIÓN EN COLOMBIA CON PRONÓSTICO DE LA CALIDAD DEL AIRE DISPONIBLE PARA LA COMUNIDAD

30 AGRADECIMIENTOS AREA METROPOLITANA DEL VALLE DE ABURRÁ GIA UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA CRAIG TREMBACK ATMET. HECTOR JORQUERA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE