Page 155 - Informe de la Calidad del Aire 2016

Descripción del sistema
El sistema de pronóstico de la calidad del aire para la Ciudad de México (AQFS-CdMX) fue dise- ñado para proporcionar el pronóstico meteo- rológico y de la calidad del aire a 24 y 48 horas para la Ciudad de México y su área metropolitana con una alta resolución espacial (1km2) y temporal (1 hora). Esto a través de la interacción de tres componentes fundamentales:
• Pronóstico meteorológico: temperatura, precipitación, humedad, presión, nubosi- dad, dirección y velocidad del viento, entre otras
• Pronóstico de emisiones: óxidos de ni- trógeno (NO2 y NO), compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2), amoníaco (NH3), material particulado (PM10 y PM2.5) y princi- pales gases de efecto invernadero (CO2, CH4 y N2O)
• Pronóstico de calidad del aire: O3, NO2, CO, SO2, PM10, PM2.5 y benceno.
La operación del sistema AQFS-CdMX re- quiere de un suministro continuo de información detallada sobre el comportamiento de los parámetros meteorológicos que influyen en la for- mación y el transporte de contaminantes (tempe- ratura, viento, radiación solar, etc), así como de las concentraciones de los gases y partículas prima- rios emitidos por fuentes antropogénicas y natu- rales (NOX, COV, PM10, etc.) y las reacciones foto- químicas que tienen lugar durante la formación de contaminantes secundarios (por ejemplo: O3, aerosoles secundarios). Por lo que fue necesaria la implementación y acoplamiento de un modelo meteorológico, un modelo de emisiones y un modelo de transporte químico. En el caso de los modelos meteorológico y de transporte químico, se emplearon los modelos existentes y amplia- mente usados por la comunidad científica. En el caso del modelo de emisiones, teniendo en cuen- ta que es una de las fuentes más importantes de incertidumbre, se desarrolló un modelo para el pronóstico de emisiones haciendo uso del inven- tario de emisiones de la zona metropolitana, de- sarrollado por la SEDEMA, y del Inventario Na- cional de Emisiones de México (INEM), elaborado por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT).
Para la estimación de los parámetros meteo- rológicos se empleó el modelo Weather Research and Forecasting - Advanced Research (WRF-ARW, por sus siglas en inglés). Mientras que para el modelado de las emisiones se desarrolló un sis- tema flexible para el procesamiento de las emi- siones, el cual permite realizar desagregaciones espaciales, temporales y de especiación a partir de la información disponible en el inventario de emisiones de la Secretaría del Medio Ambiente para 2014 y del Inventario Nacional de Emisiones 2013. Finalmente, la simulación del transporte y las reacciones químicas de los contaminantes se realiza con el modelo Community Multi-scale Air Quality (CMAQ, por sus siglas en inglés) que es un sistema de modelado de la calidad del aire desa- rrollado por la US EPA y soportado y distribuido por la Community Modeling and Analysis (https:// www.cmascenter.org/cmaq/).
En su configuración original el sistema AQFS- CdMX se ejecuta en un total de 4 dominios. En los dos primeros se ejecuta únicamente el modelo WRF-ARW con una resolución de 27 km2 y 9 km2, respectivamente, la cobertura de estos dominios permite abarcar adecuadamente los sistemas me- teorológicos que proceden tanto del norte como del sur del continente que tienen efecto sobre la Ciudad de México, así como de los fenómenos que ocurren en el Golfo de México y el océano Pacífico. En el tercer dominio se ejecutan los tres modelos (meteorológico, de emisiones y foto- químico ), tiene una resolución de 3 km2 y propor- ciona las condiciones de contorno meteorológi- cas y químicas para el cuarto dominio, que tiene una resolución de1 km2, mediante un proceso de anidamiento. En este último dominio se generan los pronósticos de calidad del aire para la zona metropolitana con una alta resolución temporal y espacial para los contaminantes criterio. Adi- cionalmente se produce información meteo- rológica detallada para toda la región central del país. En la Figura 7.1 se presenta un diagrama de flujo con la interacción de los diferentes compo- nentes del modelo.
En siguientes apartados se ofrece una des- cripción detallada de cada uno de los compo- nentes, las configuraciones usadas, metodologías implementadas y las bases de datos usadas para que el sistema AQFS-CdMX presente el mejor rendimiento.
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Informe anual 2016