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Modelagem Numérica da Poluição Fotoquímica Emitida por Fontes Móveis: Aplicação do Modelo WRF-Chem Projeto Estruturante em Agroenergia (Biodiesel) do RS.

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1 Modelagem Numérica da Poluição Fotoquímica Emitida por Fontes Móveis: Aplicação do Modelo WRF-Chem Projeto Estruturante em Agroenergia (Biodiesel) do RS – Subprojeto Ambiental (FINEP)

2 Objetivo do Projeto Estudar o comportamento das concentrações de ozônio (O 3 ) de superfície na Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA), através de simulações numéricas. Um objetivo adicional é avaliar a introdução do biodiesel no combustível utilizado na RMPA e avaliar o impacto sobre a concentração do O 3.

3 Introdução – Sobre o O 3 O ozônio (O 3 ) é um gás incolor cujas moléculas são formadas por três átomos de oxigênio. O O 3 está presente tanto na estratosfera quanto na troposfera em concentrações variadas. 90% estratosfera (camada de ozônio) 10% troposfera (baixa atmosfera)

4 Introdução – Sobre o O 3 Na estratosfera, o O 3 forma-se como o resultado da dissociação do oxigênio molecular, pela radiação ultravioleta, em dois átomos de oxigênio, os quais reagem com outras moléculas de oxigênio, originando O 3.

5 Introdução – Sobre o O 3 Na troposfera, o O 3 forma-se como o resultado da emissão de substâncias, entre as quais estão os óxidos de nitrogênio (NO X =NO 2 +NO) e os compostos orgânicos voláteis (COVs), considerados os principais precursores. As emissões de NO X e COVs estão associadas aos transportes rodoviários, uso de solventes e atividades industriais.

6 Introdução – Sobre o O 3 A natureza também emite NO X e COVs. Estes resultam, principalmente, da evaporação de matérias orgânicas em decomposição.

7 Introdução – Sobre o O 3 A poluição do ar pelo O 3 é resultado de um processo complexo que envolve reações químicas entre NO X, COVs e oxigênio, na presença de luz solar.

8 Introdução – Sobre o O 3 O O 3 é considerado um poluente secundário, ou seja, não é emitido diretamente para a atmosfera, ao contrário dos seus precursores (NO X e COVs). A formação de O 3 ocorre preferencialmente nas estações do ano com maior luminosidade e de grande estabilidade atmosférica junto à superfície.

9 Introdução – Sobre o O 3 O 3 é um gás tóxico quando os valores de concentração são elevados, com implicações sérias na saúde humana. Os primeiros sintomas são: tosse, dor de cabeça, náuseas, dores no peito e falta de ar. Em concentrações superiores a 360 μg/m 3, durante uma hora, podem ocorrer danos na função pulmonar.

10 Metodologia – Área de Estudo Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA) Num. Municípios: 31 Área: 9825,61 km 2 Num. Habit.: 4,06 milhões Dens. Popul.: 414,7 hab./km 2 Temp. Média: 22 o C Dir. Vento: Sudeste/Nordeste

11 Metodologia – Área de Estudo

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13 Metodologia – Modelagem Numérica DomínioGrade externaGrade interna ModeloWRF-Chem PeríodoDe 3 a 9 de Janeiro de 2009 Cond. inic./cont. (met.)FNL resolução 1º x 1º Cond. inic./cont. (quim.)MOZART-4 resolução 1º x 1º Níveis na vertical31 camadas Pacote químicosim Grade horizontal (x,y)130 x x 125 Espaçamento da grade20 km5 km Passo no tempo120 s30 s

14 MicrofísicaWSM3-class simple ice scheme Esquema de advecção5ª na horizontal/ 3ª na vertical Radiação de onda longaRRTM Radiação de onda curtaGODDARD Camada superficialMonin-Obukhov (Janjic Eta) Modelo de cobertura da superfícieNOAH Camada limite planetáriaMellor-Yamada-Janjic TKE Parametrização de cumulusGrell-Devenyi ensemble scheme Opção químicaRADM2 Deposição secaWesley, 1989 Emissão biogênicaNão Opção de fotóliseMadronich, 1987 Opção de aerossolMADE/SORGAM Metodologia – Modelagem Numérica

15 Metodologia – Inventário de Fontes Categoria dos veículosNúmero de veículos (1000 unidades) Veículos quatro rodas Gasolina Veículos quatro rodas Álcool Motocicletas e motonetas Caminhões Caminhonetes Camionetas Micro-ônibus4.436 Ônibus9.954 TOTAL Fonte: DETRAN/RS (2009) CombustívelConsumo (Litros) Gasolina Álcool Diesel TOTAL Fonte: ANP (2009)

16 Metodologia – Inventário de Fontes Combustível Emissões macro (ton/ano) NO x COHCTMP Gasolina Álcool Motos Diesel Total

17 Metodologia – Inventário de Fontes

18 Metodologia – Localização das Fontes

19 Metodologia – Interface de Emissão

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21 Resultados – Condição Meteorológica

22 Resultados – Avaliação Meteorológica

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26 VariavelEstaçãoRRMSE (mb) PressãoFEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,88 0,86 1,94 1,16 RMSE ( o C) TemperaturaFEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,97 0,95 2,00 1,70 RMSE (mb) Velocidade do ventoFEPAM (Esteio) INMET (P.Alegre) 0,39 0,53 1,84 1,47

27 Resultados – Transporte de Poluentes 05/01/2009 – 00 HL05/01/2009 – 12 HL

28 Resultados – Transporte de Poluentes 06/01/2009 – 00 HL 06/01/2009 – 12 HL

29 Resultados – Transporte de Poluentes 07/01/2009 – 00 HL 07/01/2009 – 12 HL

30 Resultados – Transporte de Poluentes 08/01/2009 – 00 HL 08/01/2009 – 12 HL

31 Resultados – Concentração de O 3 05/01/2009 – 00 HL 05/01/2009 – 15 HL

32 Resultados – Concentração de O 3 06/01/2009 – 00 HL 06/01/2009 – 15 HL

33 Resultados – Concentração de O 3 07/01/2009 – 00 HL 07/01/2009 – 15 HL

34 Resultados – Concentração de O 3 08/01/2009 – 00 HL 08/01/2009 – 15 HL

35 Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar O 3 – Estação Esteio O 3 – Estação P. Alegre

36 Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar EstaçãoRRMSE (µg/m 3 ) Esteio0,8515,25 P. Alegre0,7813,99

37 Resultados – Avaliação da Qualidade do Ar Média Horária Mensal – EsteioMédia Horária Mensal – P. Alegre

38 Obrigado !


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