actividades de modelización de la calidad del aire en aemet, por alberto cansado

XXVIII Jornadas Nacionales sobre Energía y Educación

Actividades de Modelización de la Calidad del Aire en AEMET

Alberto Cansado

20/09/11 AEMET, Agencia Estatal de 1

Alberto Cansado Servicio de Modelización de la Calidad del Aire


Preocupación social creciente por los problemas de contaminación



Barcelona7th February 2011

Madrid7th February 2011


Pollution darkens Madrid and Barcelona skiesPeople asked not to use private cars by local authorities

Case Study: 5-9 February 2011

7th February 2011 7th February 2011


Estudios de sociedades relacionadas con el ámbito sanitario



NIVELES DE OZONO Y PÉRDIDA DE ESPERANZA DE VIDA DEBIDO A PM

Los niveles de fondo de ozono se han multiplicado por cinco en el último siglo

La esperanza de vida se reduce por la exposición a partículas PM10 (fuente: UE)

(meses)


Conocer y prever la composición química de la atmósfera

Suministrar cualquier clase de predicción meteorológica de fenómenos (naturales y antropogénicos) que puedan afectar a la seguridad de las personas.


personas.


• AEMET suministra apoyo a políticas medioambientales y de seguridad del Gobierno de España.

• Dentro de este contexto se ha iniciado una línea de trabajo para proporcionar predicciones de la calidad del aire con la

Objetivo Estratégico


predicciones de la calidad del aire con la ayuda de un modelo de transporte químico (CTM).

• Se está trabajando en la adaptación del CTM a los datos de los que dispone AEMET.


• Actividades de AEMET relacionadas con políticas medioambientales se agrupan en 2 aspectos fundamentales

• Observación de los parámetros• Radiación Solar

Vigilancia Atmosférica

Global


• Radiación Solar

• Contaminantes. Red EMEP/VAG/CAMP

• Ozono. Programa de ozonosondeos

• Modelización Química


• Colaboración Europea• AEMET participa en el proyecto europeo que

desarrollará el Servicio Básico de la Componente de Atmósfera de la iniciativa GMES (Global Monitoring for Environment and Security) para la vigilancia del Medio


and Security) para la vigilancia del Medio Ambiente y la Seguridad.

• GMES es una iniciativa conjunta de la Comisión Europea y de la Agencia Espacial Europea (ESA)


• GMES tiene 2 componentes:• Infraestructura de observación:

– In situ

– Satélites

• Servicios:– Marino y Atmósfera

– Terrestre, de Emergencia y Seguridad


– Terrestre, de Emergencia y Seguridad

• MACC: Monitoring Atmospheric Composition and Climate (A proposal for the pilot GMES Atmospheric Service)

– 29 meses de proyecto (+2)

– Liderado por el ECMWF

– AEMET participará con dos contribuciones: 1 de ellas directamente relacionada con la modelización de la química atmosférica enfocada a la comprensión de las especiales características de la química atmosférica en el Mediterráneo.


• http://www.gmes-atmosphere.eu/



• FLEXTRA:

• Los modelos de trayectorias son una herramienta importante a la hora de estudiar fenómenos de transporte.

• Se utilizan para estudios de relaciones


• Se utilizan para estudios de relaciones fuente-receptor de contaminantes.

• FLEXTRA puede utilizarse hacia delante y hacia atrás (retrotrayectorias) en t.


VientoHumedad


Temperatura


• FLEXTRA: Modelo de Trayectorias


de Trayectorias


• El futuro de la predicción de la calidad del aire en AEMET

Modelo MOCAGEModelo de química atmosférica

a) Modelo del Servicio Meteorológico Francés:


Meteorológico Francés: Météo-France.

b) Su dominio se extiende desde el suelo hasta la estratosfera.

c) Incorpora química de gases y aerosoles.

d) Algoritmos eficientes para largas integraciones.


Modelo MOCAGEModelo de química atmosférica

a) Modelo GLOBALb) Permite hasta 4 niveles de

anidamientoc) Convenio AEMET-METEOFRANCE


c) Convenio AEMET-METEOFRANCEd) AEMET: Configuración Prevista

a) GLOBAL 2ºb) Continental 0.5ºc) Nacional 0,1º

e) Predicciones operativas.f) Posibilidad de utilizarse en

predicciones climáticas de composición atmosférica.


Principales características de MOCAGE

MOCAGE: Modélisation de la Chimie Atmosphérique Grande Echelle

PRINCIPALES PARAMETRIZACIONES FÍSICAS:

Esquema de advección SL (Rasch & Williamson, 1987)

Esquema de difusión turbulenta de LOUIS (1979)

Esquema de convección TIEDKE o KFB (2001)

Deposición seca de WESELY (1989)

El modelo diferencia entre precipitación convectiva y de gran escala

PM2.5PM2.5

El modelo diferencia entre precipitación convectiva y de gran escala para el esquema de deposición húmeda de especies hidrosolubles.

EMISIONES:

TNO-GEMS a nivel europeo (Resolución ~7 km)

EMEP

IPCC

FORZAMIENTOS METEOROLOGICOS:

ECMWF a nivel global

HIRLAM-INM:

ONR

HNR

CNN

NOx

Emisiones antropogénicas generadas por TNO para GEMS a 7km de resolución

NOx


Estructura vertical de MOCAGE

PBL (8 niveles)

Estratosfera (28 niveles)

~ 50 km


• Necesidades de un CTM• Forzamientos Meteorológicos

• Flujos superficiales

• Emisiones: IPCC + GEMS_TNO

• GLOBAL: ECMWF


• GLOBAL: ECMWF• Continental: HIRLAM ONR INM 0.16º (~ 16 km)

• Regional: HIRLAM HNR INM 0,05º (~ 5 km)


MOCAGE: Implementación en AEMET

Predicciones hasta H+36 de (entre otros)

SO2

NO

NO2

O3 (columna total y por niveles)


3

CO

Radiación UV � UVI (en condiciones nubosas)

119 especies químicas en el esquema químico


Seguimiento del Ozono Antártico: Predicción vs. Observación

PREDICCION MOCAGE VÁLIDA A 12 GMT 02/10/09

OBSERVACION OMI (Ozone Monitoring Instrument) a bordo de AURA. VÁLIDA A 12 GMT 02/10/09


Fuente: KNMI - NASA


Resolución HorizontalVersión MOCAGE a 5 km de resolución

MOCAGE en AEMET: versiones experimentales a 5km resolucion (MACC)


Versión anidada en MOCAGE global Versión LAM anidada en campos MACC


RADIACION ULTRAVIOLETA: UVI en SUPERFICIE


UVI en CIELO CLARO

UVI en CONDICIONES NUBOSAS PREVISION DE PRECIPITACION


• Situación Actual:

• Preoperativamente, MOCAGE en modo químico corre diariamente en AEMET para


químico corre diariamente en AEMET para proporcionar predicciones de tiempo químico hasta H+24

• Previsto poner operativo a final de este año.


• Capacidades modo accidente:



Muchas Gracias por su atención


Muchas Gracias por su atención