Identificación de cuencas atmosféricas en México

Transcripción

1 Identificación de cuencas atmosféricas en México Dr. Ernesto Caetano Centro de Ciencias de la Atmósfera Universidad Nacional Autónoma de México Biól. Rodolfo Iniestra Instituto Nacional de Ecología Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales

2 Contenido Antecedentes Objetivos Metodología Resultados preliminares Siguientes pasos Conclusiones

3 Antecedentes

4 Qué es una cuenca atmosférica? Una cuenca atmosférica es un volumen de aire que está separado de otro por factores geográficos o meteorológicos. Cuando hablamos de una cuenca atmosférica nos referimos a una zona geográfica donde los contaminantes atmosféricos de fuentes "aguas arriba" o dentro del área de flujo están presentes en el aire Una cuenca atmosférica es afectada por emisiones de origen urbano, suburbano, marino, o agrícola, así como por fuentes naturales, las cuales sufren transformaciones que afectan la calidad del aire

5 Cuál es el objetivo de la gestión por cuenca atmosférica? Conocimiento detallado de la dinámica atmosférica Despolitizar toma de decisiones Gestión de la calidad del aire eficiente y eficaz Protección de la salud pública Buena calidad del aire en el largo plazo Prevención en lugar de reacción

6 La calidad del aire está determinada en gran medida por los patrones de viento, y estos a su vez están influidos por la topografía de la región. El aire se mueve y dispersa sustancias químicas en suspensión que se emiten a partir de una variedad de fuentes humanas y fuentes naturales, tanto de dentro como fuera de la cuenca En diversas partes del mundo, tal como: Estados Unidos Canadá Filipinas Comunidad europea se han definido cuencas atmosféricas siguiendo diversos criterios, entre los que se incluyen meteorológicos, geográficos y político administrativos.

7 Cuándo es conveniente hacer uso del concepto de cuenca atmosférica? Las fuentes de emisión y los impactos asociados están localizados en un área geográfica extendida Los problemas de calidad del aire se relacionan a condiciones ecológicas, meteorológicas y topográficas que son comunes a un área El transporte atmosférico de los contaminantes hacia adentro y hacia fuera de un área definible ocurre de manera regular Se requieren esquemas regionales de gestión, complementarios a los definidos en la normatividad vigente Se requiere de la participación de tomadores de decisiones de más de una entidad federativa

8 Ventajas de la gestión por cuenca atmosférica Carácter preventivo Aseguramiento de una buena calidad del aire en el largo plazo (25 años) Basado en la dinámica atmosférica y no en fronteras políticas Contempla a todos los contaminantes al mismo tiempo Propicia el desarrollo de agendas ambientales conjuntas en varias entidades Permite el establecimiento de un mercado de emisiones

9 Retos de la gestión por cuenca atmosférica Puede requerir de la conformación de una autoridad adicional para la toma de decisiones (p.e. CAM) Demanda la recolección y análisis detallado de información científica para caracterizar apropiadamente la dinámica de la contaminación en cada cuenca Desarrollo de infraestructura y capacidades analíticas Existencia de diferencias en la regulación ambiental de diferentes entidades dentro de una misma cuenca Diferencias en los perfiles políticos de la autoridades ambientales

10 Objetivos

11 Desarrollar una propuesta metodológica para la determinación de cuencas atmosféricas en México Identificar de manera preliminar cuencas atmosféricas en México a través de la aplicación de la metodología propuesta

12 Propuesta metodológica

13 Principios generales La identificación de cuencas debería considerar como punto de partida, al menos, la inclusión de ciudades mexicanas con redes de monitoreo y/o con problemas de calidad del aire. ZMVM ZMG ZMVT ZMM Puebla Salamanca Cd. Juárez Tijuana Mexicali Altamira Tuxpan Campeche Coatzacoalcos Los periodos a considerar en el análisis deberían ser aquellos en los que existe la mayor probabilidad de ocurrencia de altos niveles de contaminación Enero Mayo Octubre Diciembre La metodología debería ser fácil de entender y aplicar, además de flexible para considerar el dinamismo de una cuenca.

14 Evolución de una cuenca atmosférica Alberta en Canadá

15 Propuesta metodológica para definir cuencas atmosféricas Uso de trayectorias hacia adelante (forward) de parcelas atmosféricas cerca de la superficie en zonas urbanas Las parcelas están arregladas simétricamente en una malla a distancias de 5km de separación La integración de las trayectorias se hace por 24 horas, tiempo en que se espera viajen una distancia de alrededor de 430 km suponiendo vientos promedio de 5 m/s La dispersión de las trayectorias define el grado de concentración de éstas en el tiempo y el espacio La definición de cuenca atmosférica mediante el criterio de concentración de parcelas

16 Se propone el uso de parcelas, analizando su trayectoria en base al campo de viento, orografía, y la estructura vertical de la atmósfera. Usaremos el nombre de parcela de aire para identificar un gran número (millones) de moléculas que se mueven en forma más o menos coherente en un volumen dado: como un globo grande pero sin sus paredes.

17 Elementos para la definición de cuenca atmosférica mediante densidad de parcelas Parcelas Posición inicial Parcelas Posición final Cuenca Atmosférica vientos

18 Información y herramientas necesarias Información meteorológica de alta resolución y con cobertura nacional Modelo atmosférico capaz de generar campos de viento en tres dimensiones y simular trayectorias

19 Información meteorológica disponible Vientos cada 50 mb del North American Regional Reanalysis (NARR) disponibles para Frecuencia cada 3 horas Resolución espacial 32 km X 32 km Datos en superficie de presión u, v, ω, Τ Trayectorias en coordenadas espaciales x,y,z

20 Modelación atmosférica MM5 Es un modelo meteorológica de mesoescala que posee las siguientes características: a) Capacidad de anidamiento múltiple b) Dinámica no hidrostática c) Asimilación de datos en cuatro dimensiones d) Portabilidad en un amplio rango de plataformas de cómputo

21 Datos NARR 32 x 32 km MM5 Liberación de parcelas 6,9,12,15,18,21,24 hrs Topografía Uso de suelo Campos de viento 3D 2x 2 km Análisis de trayectorias de las parcelas Paso de tiempo: 5 minutos Integración espacio temporal de parcelas Enero, Mayo, Octubre y Diciembre de 2004 Matriz de densidad de parcelas Tomando en cuenta las parcelas que permanecen dentro de la capa límite Visualización de isolíneas (GIS) Definición preliminar de cuencas atmosféricas

22 Valle de México Enero 06 AM

23 Valle de México Enero 06 AM

24 Valle de México Enero 06 PM

25 Análisis de trayectorias

26

27 Resultados preliminares

28 Región norte

29 Tijuana, B.C.

30 Mexicali, B. C.

31 Monterrey, N. L.

32 Calidad del aire en la ZMM

33 Altamira, Tamps.

34 Tuxpan, Ver.

35 Monterrey, Altamira y Tuxpan

36 Región centro y bajío

37 Guadalajara, Jal.

38 Salamanca, Gto.

39 Toluca, Edo. Mex.

40 Distrito Federal

41 Puebla, Pue.

42 Toluca, D. F. y Puebla

43 Región sur

44 Coatzacoalcos, Ver.

45 Campeche, Cam.

46 Siguientes pasos

47 Definir criterios adicionales para acotar las fronteras de cada cuenca Población Emisiones Geo-políticos Calidad del aire Estimar la capacidad de carga de cada cuenca, una vez acotadas sus fronteras.

48 Conclusiones

49 Atributos de la metodología Emplea un concepto fácil propuesta Es un esquema fácil de implementar Permite definir, de manera preliminar, la geometría de la cuenca utilizando el concepto de densidad de parcelas Se puede aplicar a diferentes urbes que lleven a cuencas de diverso tamaño Flexibilidad de monitorear cambios interanuales en los tamaños de las cuencas que estén asociados a posibles cambios en los patrones de circulación La cuenca se puede ajustar para quedar definidas en términos de las fronteras político administrativas más cercanas

50 Retos impuestos por la metodología propuesta Requiere datos de viento (3-d) con buena resolución temporal (1 hr) o un modelo meteorológico de mesoescala El uso de modelos de mesoescala requiere capacidad adicional Se requieren numerosos experimentos para considerar la variabilidad meteorológica No considera las variaciones de la altura de la capa de mezcla en la densidad de las trayectorias

51 Para información posterior : Verónica Garibay vgaribay@ine.gob.mx Rodolfo Iniestra riniestr@ine.gob.mx