El libro de las odas, Pablo Neruda “...Andando en un camino encontré al aire, lo saludé y le dije...no sé quién eres, pero una cosa te pido, no te vendas...” El libro de las odas, Pablo Neruda GF515 SO 2008

GF 515 Modelación atmosférica orientada a… Clase 7 La ecuación a resolver Modelos gaussianos Modelos 0, 1,2 D Modelos 4-D Evaluación de modelos Dispersión y transformaciones Emisiones Remoción GF515 SO 2008

Dispersión y transformaciones +CI & CB Lavoisier, 1789 Dispersión y transformaciones Emisiones Remoción GF515 SO 2008

HISTORIA 40’ 50’ 60’ 70’ 80’ 90’ 00’ GF515 SO 2008

Modelos Gaussianos Estacionarios GF515 SO 2008

Frank Pasquill GF515 SO 2008

Desafío: ¡¡Estimar los sigmas!! H Desafío: ¡¡Estimar los sigmas!! GF515 SO 2008

Los sigmas se determinan empíricamente.... Pasquill, F. (1961). The estimation of the dispersion of windborne material, The Meteorological Magazine, vol 90, No. 1063, pp 33-49. GF515 SO 2008

Clasificación de Pasquill Pasquill, F. (1961). The estimation of the dispersion of windborne material, The Meteorological Magazine, vol 90, No. 1063, pp 33-49. GF515 SO 2008

sy sz NB. La dispersión vertical es más sensible que la dispersión horizontal a las condiciones meteorológicas GF515 SO 2008

La elevación del penacho... Depende de: empuje de los gases a la salida de la chimenea condiciones ambientales H=h+DH GF515 SO 2008

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Modelos Gaussianos Estacionarios Ventajas Fáciles de usar (y adquirir) Solución sencilla a problemas complejos Se alimentan con inf. meteorológica simple Desventajas Son empíricos No manejan bien: calmas transf. químicas procesos de deposición terrenos complejos GF515 SO 2008

Típicamente, para modelos gaussianos... Condiciones ideales (gaussianas): cerca (10 km), tiempos cortos de promedio (min-hr), terreno plano, meteorología constante 10-20% Idem salvo fuentes en altura, 20-40% Condiciones no tan ideales pero no extremas....factor 2 Condiciones extremas tipo bordes costeros...orden de magnitud GF515 SO 2008

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Modelos de Caja/Aprox. estacionaria u E H GF515 SO 2008

Aproximación à la Lagrange... GF515 SO 2008

EMEP Eliassen et al, 1982. J. appl. Met., 21, 1645-1661 GF515 SO 2008

Modelos Unidimensionales (1-D) GF515 SO 2008

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3-D GF515 SO 2008

Desde interacciones moleculares hasta sistemas de tiempo de miles de kilómetros...¡todo a la vez! GF515 SO 2008

Modelos disponibles en Santiago WRF MATCH C-CATT-BRAMS POLYPHEMUS CAMx CMAQ etc DGF/WRF CMM/MATCH/POLYPHEMUS PUC/CAMx DMC/POLYPHEMUS USACH/CAMx GF515 SO 2008

Emission inventories Observations GF515 SO 2008

Efectos de la resolución... 50 km 11 km 11 km 50 km GF515 SO 2008

50 km 11 km GF515 SO 2008

Efectos de la resolución... GF515 SO 2008

Técnicas enfrentar problemas de resolución y áreas limitadas Parametrizaciones Relacionar los fenómenos de sub-escala (no resueltos) con la gran escala (resuelta) a través de parámetros tan físicos como sea posible. Anidamiento (“Nesting”) El modelo de gran escala alimenta a uno de menor escala a través de condiciones de borde (Interpolación dinámica) Resolución variable Se escribe el modelo en coordenadas flexibles o adaptativas GF515 SO 2008

“Sub-cloud scavenging” Inercia Colisiones “In cloud scavenging” Difusión Ley de Henry “Sub-cloud scavenging” Inercia Colisiones GF515 SO 2008

Tendencias en modelación Asimilación de datos (“nudging”, “relaxation”) Modelación inversa Procesos heterogéneos..multifase/multiescala Anidamiento múltiple Resolución variable y grillas adaptativas Modelos del sistema terrestre Biósfera Atmósfera Criósfera Litósfera Hidrósfera GF515 SO 2008

Problemas abordados Cambio climático Formación de nubes Balance radiativo (efecto invernadero) etc. Cambios en la composición de la atmósfera ozono (estratósfera y tropósfera) acidificantes aerosoles GF515 SO 2008

Pronóstico del “tiempo químico” (calidad del aire) GF515 SO 2008 http://www.mpch-mainz.mpg.de/~lawrence/forecasts.html

Transport of anthropogenic emission (CO): Megacities: São Paulo, Buenos Aires and Santiago do Chile (40 km resolution) GF515 SO 2008 http://meioambiente.cptec.inpe.br/ Freitas et al, 2004

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Modelación Integración Mediciones GF515 SO 2008

VOCALS Oct 15-Nov 30 2008 GF515 SO 2008

VALIDACIÓN: Comparación sistemática contra observaciones Intercomparación Análisis de sensibilidad GF515 SO 2008

A propósito de validación... http://web.mit.edu/afs/athena.mit.edu/org/i/igac/www/GIM.html GF515 SO 2008

Indicadores de error “Mean Bias” “Mean Error” “Mean Nomalized Bias” “Mean Absolute Nomalized Gross Error” GF515 SO 2008

Estimación de precipitación por 28 modelos GF515 SO 2008

Max Planck (1858-1947) en “Wege zur physikalischen Erkenntn is” “...La física, como cualquier otra ciencia, no se rige sólo por la inteligencia sino también por la razón...” Max Planck (1858-1947) en “Wege zur physikalischen Erkenntn is” GF515 SO 2008

Lecturas Capítulo 23 en:Seinfeld, J. y Pandis, S., 1998. Atmospheric Chemistry and Phyics. From Air pollution to climate change, J. Wiley and Sons, Inc. GF515 SO 2008

Presentaciones: Lunes 23 de Junio 16:10-16.30 Grupo Estival 16:30-16:50 Grupo Invernal Evaluación GF515 SO 2008