XVII SAMET - Dr. Jonas Carvalho [ WRF-CHEM - 01.12.2010 4ª feira]
Transferir como PPT, PDF0 gostou594 visualizações
O documento descreve uma pesquisa que usou o modelo WRF-Chem para simular as concentrações de ozônio na Região Metropolitana de Porto Alegre no Brasil. O objetivo era estudar o impacto da introdução de biodiesel nos níveis de ozônio. O modelo simulou o transporte e reações químicas de poluentes entre 3 a 9 de janeiro de 2009. Os resultados indicaram que o modelo reproduziu bem as condições meteorológicas e níveis de ozônio observados.
XVII SAMET - Dr. Jonas Carvalho [ WRF-CHEM - 01.12.2010 4ª feira]
- 1. Modelagem Numérica da Poluição Fotoquímica Emitida por Fontes Móveis: Aplicação do Modelo WRF-Chem Projeto Estruturante em Agroenergia (Biodiesel) do RS – Subprojeto Ambiental (FINEP)
- 2. Objetivo do Projeto Estudar o comportamento das concentrações de ozônio (O 3 ) de superfície na Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA), através de simulações numéricas. Um objetivo adicional é avaliar a introdução do biodiesel no combustível utilizado na RMPA e avaliar o impacto sobre a concentração do O 3 .
- 3. Introdução – Sobre o O 3 O ozônio (O 3 ) é um gás incolor cujas moléculas são formadas por três átomos de oxigênio. O O 3 está presente tanto na estratosfera quanto na troposfera em concentrações variadas. 90% -> estratosfera (camada de ozônio) 10% -> troposfera (baixa atmosfera)
- 4. Introdução – Sobre o O 3 Na estratosfera, o O 3 forma-se como o resultado da dissociação do oxigênio molecular, pela radiação ultravioleta, em dois átomos de oxigênio, os quais reagem com outras moléculas de oxigênio, originando O 3 .
- 5. Introdução – Sobre o O 3 Na troposfera, o O 3 forma-se como o resultado da emissão de substâncias, entre as quais estão os óxidos de nitrogênio (NO X =NO 2 +NO) e os compostos orgânicos voláteis (COVs), considerados os principais precursores. As emissões de NO X e COVs estão associadas aos transportes rodoviários, uso de solventes e atividades industriais.
- 6. Introdução – Sobre o O 3 A natureza também emite NO X e COVs. Estes resultam, principalmente, da evaporação de matérias orgânicas em decomposição.
- 7. Introdução – Sobre o O 3 A poluição do ar pelo O 3 é resultado de um processo complexo que envolve reações químicas entre NO X , COVs e oxigênio, na presença de luz solar.
- 8. Introdução – Sobre o O 3 O O 3 é considerado um poluente secundário, ou seja, não é emitido diretamente para a atmosfera, ao contrário dos seus precursores (NO X e COVs). A formação de O 3 ocorre preferencialmente nas estações do ano com maior luminosidade e de grande estabilidade atmosférica junto à superfície.
- 9. Introdução – Sobre o O 3 O 3 é um gás tóxico quando os valores de concentração são elevados, com implicações sérias na saúde humana. Os primeiros sintomas são: tosse, dor de cabeça, náuseas, dores no peito e falta de ar. Em concentrações superiores a 360 μ g/m 3 , durante uma hora, podem ocorrer danos na função pulmonar.
- 10. Metodologia – Área de Estudo Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA) Num. Municípios: 31 Área: 9825,61 km 2 Num. Habit.: 4,06 milhões Dens. Popul.: 414,7 hab./km 2 Temp. Média: 22 o C Dir. Vento: Sudeste/Nordeste
- 11. Metodologia – Área de Estudo
- 12. Metodologia – Área de Estudo
- 13. Metodologia – Modelagem Numérica Domínio Grade externa Grade interna Modelo WRF-Chem Período De 3 a 9 de Janeiro de 2009 Cond. inic./cont. (met.) FNL resolução 1º x 1º Cond. inic./cont. (quim.) MOZART-4 resolução 1º x 1º Níveis na vertical 31 camadas 31 camadas Pacote químico sim sim Grade horizontal (x,y) 130 x 130 125 x 125 Espaçamento da grade 20 km 5 km Passo no tempo 120 s 30 s
- 14. Metodologia – Modelagem Numérica Microfísica WSM3-class simple ice scheme Esquema de advecção 5ª na horizontal/ 3ª na vertical Radiação de onda longa RRTM Radiação de onda curta GODDARD Camada superficial Monin-Obukhov (Janjic Eta) Modelo de cobertura da superfície NOAH Camada limite planetária Mellor-Yamada-Janjic TKE Parametrização de cumulus Grell-Devenyi ensemble scheme Opção química RADM2 Deposição seca Wesley, 1989 Emissão biogênica Não Opção de fotólise Madronich, 1987 Opção de aerossol MADE/SORGAM
- 15. Metodologia – Inventário de Fontes Categoria dos veículos Número de veículos (1000 unidades) Veículos quatro rodas Gasolina 1.078.855 Veículos quatro rodas Álcool 69.422 Motocicletas e motonetas 258.015 Caminhões 40.584 Caminhonetes 13.397 Camionetas 11.564 Micro-ônibus 4.436 Ônibus 9.954 TOTAL 1.486.227 Fonte: DETRAN/RS (2009) Combustível Consumo (Litros) Gasolina 913.838.962 Álcool 185.907.727 Diesel 736.611.722 TOTAL 1.836.358.411 Fonte: ANP (2009)
- 16. Metodologia – Inventário de Fontes Combustível Emissões macro (ton/ano) NO x CO HCT MP Gasolina 5.884 108.756 7.500 702 Álcool 1.094 16.418 2.245 - Motos 2.396 17.234 627 - Diesel 18.605 2.474 824 349 Total 27.979 144.883 11.196 1.051
- 17. Metodologia – Inventário de Fontes
- 18. Metodologia – Localização das Fontes
- 19. Metodologia – Interface de Emissão
- 20. Metodologia – Interface de Emissão
- 21. Resultados – Condição Meteorológica
- 22. Resultados – Avaliação Meteorológica
- 23. Resultados – Avaliação Meteorológica
- 24. Resultados – Avaliação Meteorológica
- 25. Resultados – Avaliação Meteorológica
- 26. Resultados – Avaliação Meteorológica Variavel Estação R RMSE (mb) Pressão FEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,88 0,86 1,94 1,16 RMSE ( o C) Temperatura FEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,97 0,95 2,00 1,70 RMSE (mb) Velocidade do vento FEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,39 0,53 1,84 1,47
- 27. Resultados – Transporte de Poluentes 05/01/2009 – 00 HL 05/01/2009 – 12 HL
- 28. Resultados – Transporte de Poluentes 06/01/2009 – 00 HL 06/01/2009 – 12 HL
- 29. Resultados – Transporte de Poluentes 07/01/2009 – 00 HL 07/01/2009 – 12 HL
- 30. Resultados – Transporte de Poluentes 08/01/2009 – 00 HL 08/01/2009 – 12 HL
- 31. Resultados – Concentração de O 3 05/01/2009 – 00 HL 05/01/2009 – 15 HL
- 32. Resultados – Concentração de O 3 06/01/2009 – 00 HL 06/01/2009 – 15 HL
- 33. Resultados – Concentração de O 3 07/01/2009 – 00 HL 07/01/2009 – 15 HL
- 34. Resultados – Concentração de O 3 08/01/2009 – 00 HL 08/01/2009 – 15 HL
- 35. Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar O 3 – Estação Esteio O 3 – Estação P. Alegre
- 36. Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar Estação R RMSE (µg/m 3 ) Esteio 0,85 15,25 P. Alegre 0,78 13,99
- 37. Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar Média Horária Mensal – Esteio Média Horária Mensal – P. Alegre
- 38. Obrigado !