3ª Reunión Red Ibérica MM5 Valencia 9-10 Junio 2005

Transcripción

1 Universidad Politécnica de Madrid Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales 3ª Reunión Red Ibérica MM5 Valencia 9-10 Junio 2005 GRUPO 14 Departamento de Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente Primeros pasos en la utilización de MM5 en aplicaciones de simulación de calidad del aire a mesoescala Rafael Borge García rborge@etsii.upm.es

2 1. PRESENTACIÓN DEL GRUPO 1.1. Lineas de Investigación dentro del Departamento El grupo de Medio Ambiente del Departamento de Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente de la UPM se incluye en el grupo de Investigación Tecnologías Ambientales y Recursos Industriales : - Tratamiento de aguas - Calidad del aire - Gestión de residuos - Regeneración de suelos - Procesos bioquímicos - ACV - Mejora de procesos industriales para prevención de la contaminación 1

3 1.2. Calidad del aire En los últimos años la actividad se ha centrado en: - Modelización de calidad del aire entorno a instalaciones industriales - Proyecciones de emisiones de contaminantes en España - Apoyo al Ministerio de Medio Ambiente en el programa CAFE 1.3. Simulación meteorológica Requerimiento de entrada para modelos de emisiones y de transportequímico a mesoescala: - Modelización de calidad del aire a nivel peninsular y Comunidad de Madrid - Diversos escenarios de emisión futuros (periodos anuales) - Experiencia limitada en el uso de MM5 2

4 2. SIMULACIÓN ANUAL CON MM Plataforma Sistema Operativo: SuSE Linux 9.0 (kernel smp4G) Hardware: 2 Procesadores Intel Xeon 2.80 GHz 512 K caché L2 533 MHz 4 GB memoria DDR PC2100 ECC registrada Almacenamiento: RAID S-ATA 2TB (RAID-0). Controladora 3ware Escalade Sistema de archivos XFS Software: Compiladores de C gcc y FORTRAN PGI Workstation MM5 v3.6 3

5 2.2. Dominios Dominio expandido (sistema geográfico de coordenadas GCS_WGS_1984) 4

6 Cuatro dominios anidados: Dominio expandido D1 60º N D2 D3 20º E 0º 20º W D4 40º N 20º N Proyección Lambert Conformal 5

7 6 D4 (5km) kilóm etros Cota (m ) Modelo digital de elevaciones del Dominio 4 y cuadrícula de 5 km. Vista realzada verticalmente (5x)

8 25 niveles verticales 7

9 2.3. Inicialización y condiciones de contorno Periodo: 1 Enero :00 UTC 30 Diciembre :00 UTC (8.748 horas) - Análisis globales troposféricos del NCEP 2,5º cada 12 horas 8

10 Refinamiento de las condiciones iniciales y de contorno mediante asimilación 4DVAR (esquema Cressman): - observaciones verticales de la atmósfera (NCEP ADP Global Upper Air Observation Subsets) cada 6 horas - observaciones en superficie (NCEP ADP Global Surface Observations) cada 3 horas 9

11 2.4. Parametrizaciones y microfísica 2.5. Nudging Relajación newtoniana de los resultados cada 3 horas para todas las variables (analysis o grid nudging) en superficie y 3D (excluída la capa de mezcla) Coeficientes utilizados en la relajación newtoniana de los resultados del modelo 10

12 2.6. Visualización 3D: Vis5D 11

13 2D: RIP 12

14 2D: GRADS 13

15 2.7. Postproceso - Extracción series temporales: 14 readv3 - Generación de formatos binarios adecuados para los modelos de emisiones (cálculo emisiones dependientes de las variables meteorológicas y sobreelevaciones de penacho) y modelos químicos y de transporte e interpolación a distintos tipos de malla: MMOUT MCIP (Meteorology-Chemistry Interface Processor) NetCDF I/O API

16 2.8. Resultados preliminares - En proceso de validación del modelo para las variables más determinantes de cara a la simulación de la calidad del aire - Primeras impresiones positivas 15

17 3. SIGUIENTES PASOS 3.1. Ensayo de posibles vías de mejora - Mejora calidad y resolución de la información de partida (topografía, usos del suelo) - Ensayo de parametrizaciones alternativas dentro de la capa límite y análisis de sensibilidad - Observational nudging - Incremento de la resolución en subdominios de particular interés e incorporación de parametrizaciones específicas para entornos urbanos 3.2. Otras líneas de investigación con MM5 - Implementación del modelo para pronóstico a corto plazo acoplado a un modelo de emisiones de muy alta resolución 16

18 FIN DE LA PRESENTACIÓN MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN 15