Presentació de Manel Bravo Blanco, Àrea de Recerca Aplicada i Modelització del Meteocat, al Seminari L’ús de models de dispersió com a eina de gestió de la qualitat de l’aire

1. TRAJECTORIES I PRODUCTES RELACIONATS
AMB LA MODELITZACIÓ DE DISPERSIÓ
DE CONTAMINANTS AL SMC

2. RETROTRAJECTORIES:
Qué són, com es calculen
Trajectories: són els camins de les
particules d’aire infinitesimals en el
seu moviment en l’espai i el temps.
Aquestes particules “marcades”
poden ser traçades endavant i enrera
en el temps.
Retro (enrera) trajectories:
Indiquen per ón ha passat la partícula.
Trajectories:
Indiquen per ón passarà la partícula.

3. RETROTRAJECTORIES:
Qué són, com es calculen
La posició final (P) es calcula a partir de la
velocitat mitjana (V) i la seva posició estimada
(P’).
P'(t+ Δ t) = P(t) + V(P,t) Δt
P(t+Δt) = P(t) + 0.5 [ V( P,t) + V(P',t+Δt) ] Δt
El temps d’integració es variable:
Vmax Δt < 0.75 meteo. grid spacing
Possibles fonts d’error :
a)Errors en el vent
b)Errors de posició inicial
c)Errors de truncació
d)Errors d’interpolació

4. PRODUCTES DISPONIBLES A l’SMC:
ACTUALITAT i FUTUR
FUTUR (2021):
-WRF
-CALMET
-HYSPLIT
ACTUALITAT:
-WRF
-CALMET
-CALPUFF

5. PRODUCTES DISPONIBLES A l’SMC:
ACTUALITAT: CALMET
- És el preprocessador meteorològic del
model de dispersió de contaminants
CALPUFF
- Utilitza dades observacionals (estacions,
radiosondatge) i/o de models
meteorològics (WRF) reinterpolant-les
horitzontal i temporalment a una malla
tridimiensional.
- Nosaltres l'utilitzem com a model de
diagnostic. No genera camps pronosticats
per ell mateix.
Observacions Model
Observacions Model
Camp de vent
inicial estimat
Anàlisis
objectiu
Efectes del
terreny
Minimitzar
divergència
Suavitzar
el vent
Minimitzar
divergència
Camp de vent
final estimat
Opció 1
Opció 2

6. PRODUCTES DISPONIBLES A l’SMC:
ACTUALITAT: CALPUFF
-CALPUFF es un sistema de modelització de dispersió
de contaminants.
- El model esta llistat per la agència de protecció del
medi ambient dels EEUU (EPA) com un model alternatiu
per els transports de contaminants en llargues distàncies i
situacions meteorològiques complexes.
-Alguns exemples d’aplicacions recomanades són:
a) Impactes a curta distància en situacions complexes
b) Transports a llarga distància
c) Afectacions a la visibilitat
d) Creació de particules secundaries
e) Àrees volàtils i fonts lineals (ex. focs forestals)
Elevació del terreny Usos del sòl
Meteorologia
a superfície
Meteorologia
en alçada
CALMET
Emissions Receptors
Paràmetres Edificis
CALPUFF
CONCENTRACIONS
DE CONTAMINANTS

7. PRODUCTES DISPONIBLES A l’SMC:
ACTUALITAT
CALMET CALPUFF

8. SORTIDA
WRF
SORTIDA
HYSPLIT
PRODUCTES DISPONIBLES A l’SMC:
FUTUR

9. SISTEMA DE MODELITZACIÓ:
WRF & HYSPLIT
- HYSPLIT és un model de transport, dispersió i dipòsit de
contaminants.
- Organització Meteorològica Mundial (WMO) per a la
predicció i gestió dels risc d’emergències químiques,
erupcions volcàniques, accidents industrials i nuclears,
d'incendis forestals, tempestes de pols, controls
ambientals associats a emissions de contaminants
atmosfèrics...
- INPUT: sortides de models meteorològics i mesures de
concentració en aire.
- Simulacions a escala molt fina relacionades amb el
transport, dispersió i dipòsit de contaminants.
Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory
- WRF és un model numèric de pronòstic del temps,
dissenyat per aplicacions operatives i de recerca.
- A l’SMC s’ha implementat el nucli anomenat WRF-ARW
(Advanced Research WRF), desenvolupat sota el lideratge
de l’NCAR (National Center for Atmospheric Research,
EUA), en la seva versió 3.5.1.
- INPUT: Dades d’observacions (Xema, Radar, Satèl·lit.. i
models globals)
- Simulacions 2 cops al dia, a les 00 i 12 TU, en 3 dominis
diferents de 27, 9, 3 i 1.5km de pas de malla, horitzó de
pronòstic fins a 3 dies, que són les que es difonen a través
del web de l’SMC.

10. PLATAFORMA SISTEMA DE TRAJECTÒRIES:
Mòdul de consulta
mòdul de
consulta:
-punt
-base layer
-variables
meteo
-simulació

11. PLATAFORMA SISTEMA DE DISPERSIÓ:
Mòdul de consulta

12. PLATAFORMA SISTEMA DE DISPERSIÓ:
mòdul de consulta
Numero de partícules: 200
Capa mitjana sobre el model del terreny: 70m
Velocitat de descàrrega: 8000/hora

13. PLATAFORMA SISTEMA DE TRAJECTÒRIES:
Mòdul de consulta

14. EXPORTACIÓ DE RESULTATS :
Informes, gràfics i mapes
Pdf, Shapefile, XML, png, txt..

15. CONCLUSIONS
• L’SMC assessora activament la DGQACC en l’elaboració d’informes sobre la
situació meteorològica quan es produeix un accident que requereix l’aplicació
de mesures de protecció a la població i en el què es vegin involucrades
substàncies perilloses.
• Per poder avisar la població i aplicar mesures preventives i correctores, caldria
identificar potencials focus d'emissió causats per incidències industrials,
conèixer quins són els contaminants i substàncies perilloses i d’on provenen.
• Els productes generats a partir d’aquest sistema (sortides de Hysplit i
plataforma web) permetran a la DGQACC, dins del marc de les seves
competències en matèria de qualitat de l'aire, tenir i proporcionar eines que
permetin diagnosticar i pronosticar situacions concretes respecte a la qualitat
de l'aire davant de situacions d'alerta o per requeriments associats a la
planificació d’infraestructures