Identificación de patrones de circulación atmosférica en el Valle de Sogamoso y estimación de su impacto en la calidad del aire mediante un modelo meteorológico avanzado y análisis de trayectorias

Abstract

En esta investigación se indagó la capacidad del modelo meteorológico WRF en la caracterización de la circulación atmosférica en el valle de Sogamoso, con el fin de identificar los patrones de circulación atmosférica que afectan la calidad del aire de la región durante el mes de febrero de la campaña CAVASO 2002. Para ello se validó el modelo con 10 simulaciones en términos de topografía, usos del suelo y parametrizaciones, principalmente de capa límite planetaria y radiación, para luego acoplarlo con el modelo de dispersión lagrangiano STILT. Los resultados indican que el modelo suaviza la topografía con respecto al modelo digital de elevación del IGAC, con diferencias en la altura del terreno (HGT) promedio de 200m pero que pueden llegar hasta 1000 metros, así como una mejoría en las simulaciones al utilizar los datos MODIS de uso del suelo en vez de los datos USGS que el modelo utiliza por defecto. También se encontró que los esquemas ACM2 y Dudhia para las parametrizaciones de PBL y Radiación de onda corta presentan los mejores resultados. Con respecto a los patrones de circulación, no se encontraron mayores diferencias entre los días de baja y alta contaminación atmosférica, pero si se identificaron dos patrones relacionados con la entrada de vientos al valle provenientes del oriente del país y del Magdalena Medio, que crean situaciones locales diferentes.

Abstract. In this work the ability of the WRF meteorological model to characterize the atmospheric circulation in the valley of Sogamoso is investigated, in order to identify patterns of atmospheric circulation affecting air quality in the region during the February 2002 campaign CAVASO. The WRF model was validated with 10 simulations in terms of topography, land use, and parametrizations, mainly planetary boundary layer and radiation, in order to couple it with the lagrangian dispersion model STILT. The results indicate that the model smooths the topography with respect to IGAC digital elevation model, with differences in terrain height (HGT) 200m average but that can reach up to 1000 meters, and an improvement in the simulations using the MODIS land use data instead of the USGS data used by the model by default. Also found that the ACM2 and Dudhia schemes PBL parameterizations and shortwave radiation have the best results. In relation with circulation patterns, no major differences between days of high and low air pollution were found, but two patterns were identified related to the entry of the valley winds from the eastern winds and from Magdalena Medio Winds, which create different local situations.