Simulación regional de contaminantes atmosféricos para la ciudad de Bogotá

Abstract

La simulación matemática de la calidad del aire es una herramienta estratégica para la estimación, planeación y adaptación a los desafíos de polución atmosférica generados por los procesos de crecimiento económico. El modelo CCATT- BRAMS fue implementado y evaluado para la estimación de la meteorología y dispersión del gas trazador Monóxido de Carbono en el área de la ciudad de Bogotá y su región circundante. Las áreas de simulación se identificaron mediante análisis de características fisiográficas, mientras que los días modelados se obtuvieron a partir de identificación de episodios de contaminación. La representación topográfica utilizada presentó la menor diferencia con las elevaciones del terreno. El uso del esquema de turbulencia local anisotrópico y de radiación que considera aerosoles e hidrometeoros, así como la aplicación selectiva de la parametrizaciones de convección profunda y somera favorecieron la mejor representación de la meteorología. El transporte y dispersión del trazador es mejor representado con el uso del inventario agregado restringido al perímetro urbano de Bogotá en comparación con el inventario desagregado espacialmente a 1km de resolución. El modelo logra capturar algunas de las características meteorológicas y de dispersión en la región de estudio, sin embargo se requiere de investigación futura para mejorar su desempeño y permitir compatibilidad completa entre los esquemas de turbulencia y transporte. Se desarrolló un protocolo ampliado de referencia para la implementación de CCATT-BRAMS en simulación de calidad del aire.

Abstract The mathematical simulation of air quality is a strategic tool for estimating, planning and adaptation to the challenges of air pollution generated by the processes of economic growth. CCATT- BRAMS model was implemented and evaluated for the estimation of meteorology and dispersion of the tracer gas carbon monoxide in the area of the city of Bogotá and its surrounding region. The simulation areas were identified by the analysis of geographic features, modeled days were obtained from identification of relevant pollution episodes. The topographic representation applied had the lowest difference with orographic elevations. The use of the anisotropic local turbulence scheme, along the radiation configuration that considers aerosols and hydrometeors, besides the selective application of parameterizations of deep and shallow convection favored the best representation of the weather. Transport and dispersion of the tracer is best represented by the use of aggregated emission data inside the perimeter of Bogotá compared with allocated inventory at 1km of resolution. The model captures some of the meteorological and dispersion characteristics in the study area, however it requires further research to improve their performance and allow turbulence and transport scheme full compatibility. A wider reference protocol for transferring process knowledge related to the implementation of this CCATT-BRAMS of air quality simulation tool was developed.