Page 159 - Informe de la Calidad del Aire 2016

El modelo WRF-ARW emplea los datos de topografía procedentes de la base de datos del United States Geological Survey (USGS), creada en 1993 y que tiene una resolución espacial de aproximadamente 1 km. Algunos estudios han demostrado que el uso de esta base de datos to- pográfica puede tener asociada cierta incertidum- bre en los resultados del modelo, especialmente en términos de temperatura, velocidad y direc- ción del viento y precipitación (por ejemplo: De Meji y Vinuesa, 2014). Por lo tanto se realizó la actualización de la base de datos de topografía empleando la reportada por el Shuttle Radar To- pography Mission (SRTM), creada en el año 2000, con una resolución espacial de 90 m (Farr et al., 2007; Jarvis et al., 2008).
Actualización de usos de suelo
El modelo WRF emplea por omisión los datos de usos de suelo procedentes de la base de datos del USGS, creados a partir de imágenes del satélite Advanced Very High Resolution Radiome- ter (AVHRR), obtenidas entre 1992 y 1993 con una resolución aproximada de 1 km. Sin embargo, en- tre 1990 y la actualidad la población del país ha crecido en más de un 30% (principalmente en las áreas metropolitanas), lo cual representa un incre- mento importante en la extensión de las zonas urbanas, particularmente en el caso de la Ciudad de México y su área metropolitana.
Por lo anterior, fue necesario realizar la actu- alización de la base de datos del uso de suelo del WRF-ARW, empleando el mapa de usos de suelo del 2010 creado por la European Space Agency Climate Change Initiative (ESA CCI). Se trata de un mapa creado a partir de la información de usos de suelo obtenida entre los años 2008 y 2012, con una resolución espacial de 300 m. La base de datos de usos de suelo del USGS define únicam- ente 24 categorías, mientras que el mapa de la ESA CCI contiene un total de 36. Por lo tanto fue necesario reclasificar las 36 categorías de usos de suelo de la ESA CCI para que coincidieran con las 24 del USGS.
Activación del Urban Canopy Model
Con el propósito de representar mejor los procesos físicos que intervienen en el intercambio
de calor, impulso y vapor de agua en un entorno urbano como el de la Ciudad de México, el mode- lo mesoescalar WRF-ARW cuenta con la posibili- dad de acoplarse a un Urban Canopy Model (UCM). El objetivo principal del UCM es mejorar la descripción de las condiciones de contorno infe- rior y proporcionar pronósticos más precisos para las regiones urbanas.
El UCM es un modelo de capa única que in- cluye una geometría urbana simplificada. Algunas de sus características incluyen sombras de los edi- ficios, reflejo de radiación de onda corta y larga, el perfil del viento en la capa canopy y la ecuación de transferencia de calor de múltiples capas para techo, pared y carretera (Kusaka y Kimura, 2004; Tewari et al., 2007; Chen et al., 2011). El UCM se acopla con la parametrización Noah Land Surface Model. Aunque el UCM puede ejecutarse con la configuración por omisión, es recomendable ajus- tar los parámetros urbanos para reflejar las carac- terísticas urbanas de la región de estudio.
Con el objetivo de adecuar el UCM a las condiciones locales y específicas de la Ciudad de México y su área metropolitana, se realizaron las siguientes acciones:
• Creación de un mapa de usos urbanos . Esto se realizó tomando en cuenta los valores de densidad de población de cada uno de los municipios (CONABIO, 2015). Todo uso ur- bano ubicado en un municipio con una den- sidad de población igual o superior a 5500 habitantes/km2 fue reclasificado como High intensity residential. Por otro lado, los usos urbanos ubicados en municipios con una densidad poblacional inferior a 5500 habi- tantes/km2 fue redefinido como Low intensi- ty residential. Las principales zonas indus- triales, así como, el Aeropuerto Interna- cional de la Ciudad de México fueron re- clasificados en la categoría Commercial/In- dustrial/Transportation.
• Actualización de las variables urbanas del UCM. Para ello se tomaron en cuenta las observaciones y cálculos realizados para la Ciudad de México y recopilados en literatu- ra científica.
• Adicionalmente se modificó el perfil horario del calentamiento antropogénico haciendo uso de los datos reportados por Cisneros y Pardo (2015).
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Informe anual 2016