AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DO MODELO FOTOQUÍMICO CMAQ UTILIZANDO DIFERENTES CONDIÇÕES DE CONTORNO EM UMA REGIÃO URBANA E INDUSTRIALIZADA
Nome: Rizzieri Pedruzzi
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 13/04/2016
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| Taciana Toledo de Almeida Albuquerque | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| Barron Henderson | Coorientador |
| Maria de Fátima Andrade | Examinador Externo |
| Neyval Costa Reis Jr. | Examinador Interno |
| Taciana Toledo de Almeida Albuquerque | Orientador |
Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência das condições de contorno nas simulações com o modelo CMAQ sobre a Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV) para os poluentes, ozônio (O3) e material particulado inalável (MP10). Foram feitos quatro cenários de simulação para o mês de agosto de 2010 com diferentes condições de contorno. O primeiro cenário (M1) utilizando condições de contorno fixas, invariáveis com o tempo com concentrações nulas (zero) para todos os poluentes; um segundo cenário (M2) com valores fixos de concentração, invariável com o tempo com valores médios obtidos através do monitoramento das estações de qualidade da RMGV e de estações de Aracruz ao Norte e Anchieta ao sul; o terceiro cenário (M3) utilizou condições de contorno variáveis com o tempo provenientes de uma simulação prévia do CMAQ com um domínio maior, centralizado sobre a mesma área (RMGV); e por fim o quarto cenário (M4) que utilizou valores de concentrações variáveis com o tempo para as bordas oriundas de simulações com o modelo global GEOS-Chem. Todos os cenários utilizaram as mesmas condições de meteorológicas e emissões de poluentes, com condições meteorológicas geradas pelo modelo WRF versão 3.6.1 e emissões atmosféricas provenientes do inventário de emissões oficial da RMGV. As simulações de qualidade do ar foram feitas com domínio 61 x79 km centrado nas coordenadas -20,25ºS; -40,28ºW com resolução de 1 km, utilizando o CB05 e Aero6 e ainda o analisador de processos do CMAQ (PROCAN). Os resultados das simulações foram comparados com os dados medidos em estações de monitoramento da RMGV. Os resultados mostraram que para MP10 as condições de contorno não foram tão influentes nas concentrações simuladas, com pequenas variações das concentrações entre eles, porém, de um modo geral, os métodos M3 e M4 alcançaram os melhores resultados para estatística, entretanto o método M2 não está totalmente equivocado, porém deve-se ter cautela em usar esse método. Foram observados comportamentos diferentes entre as estações de monitoramento onde houve umas com valores superestimados em algumas horas e outras com valores subestimados, ocorrido provavelmente, por causa do tamanho da grade associado com as condições meteorológicas e variação temporal das emissões. Para o ozônio, notou-se que as condições de contorno influenciam diretamente nas concentrações modeladas, podendo inclusive influenciar no aumento da produção do O3 não apenas por reações químicas, mas também por processos de advecção e difusão atmosférica. Foi observado que cenário M1 faz com que as concentrações de O3 modeladas sejam bem pequenas, não representando a realidade. No cenário M2 as concentrações foram superestimadas, tanto nas estações quanto nas áreas próximas aos limites do domínio, principalmente na porção Oeste. Os cenários M3 e M4 alcançaram os melhores resultados de concentrações e estatística, sendo estes os mais aconselháveis quando o objetivo é avaliar o ozônio. Como o domínio final utilizado na modelagem do CMAQ foi de apenas 61 x 79km, observou-se que as condições de fronteira influenciam diretamente em toda grade do domínio, principalmente para ozônio, ao utilizar o processador de analises (PROCAN). Quando as concentrações de contorno são altas, independentes de serem fixas ou variantes com o tempo, os processos de advecção e difusão turbulenta promovem um incremento muito maior nas regiões de fronteira com a RMGV, aumentando a concentração.
