Page 164 - Informe de la Calidad del Aire 2016

Calidad del aire en la Ciudad de México
El modelo CMAQ simula cada uno de los pro- cesos atmosféricos que afectan al transporte, for- mación, transformación y eliminación del ozono, partículas y otros contaminantes, y que incluyen: (i) química de los gases, (ii) química de los aerosoles, (iii) procesos de difusión, (iv) procesos de advección, (v) deposición de aerosoles y (vi) nubes y química acuosa. Para cada uno de ellos, CMAQ utiliza técnicas que cumplen con el estado del arte (Figura 7.1).
Adveccion y difusión
El transporte de contaminantes incluye tanto los procesos de advección como de difusión. La advección se relaciona con el transporte de con- taminantes debido a los campos de vientos (hori- zontal o vertical), mientras que la difusión implica la mezcla turbulenta de los contaminantes. Si una pluma de contaminación se transporta principal- mente por advección, entonces puede viajar una larga distancia sin sufrir muchos cambios en las concentraciones de contaminantes. Por otro lado, si la pluma se transporta principalmente por di- fusión los contaminantes se mezclan rápidamente
cerca de la fuente, lo que da lugar a cambios sus- tanciales en sus concentraciones. En la realidad el transporte de contaminantes ocurre de manera compleja en donde ocurren simultáneamente am- bos fenómenos.
En el CMAQ el proceso de advección se basa en las características de conservación de masa de la ecuación de continuidad y se divide en las com- ponentes horizontal y vertical. Esta distinción es posible debido a que el movimiento atmosférico medio es principalmente horizontal, mientras que el movimiento vertical se relaciona con la interac- ción de la dinámica y la termodinámica. Tanto el módulo de advección horizontal como el vertical, se basan en el piecewise parabolic method (PPM) (Colella y Woodward, 1984). Mientras que, la di- fusión vertical está representada por el Asymme- tric Convective Method versión 2 (ACM2) (Pleim, 2007). Este método reconoce que en condiciones de convección (cuando la superficie se está calen- tando) el aire caliente es transportado vertical- mente por flotabilidad y se mezcla con el aire am- biente en cada nivel por encima de la superficie, hasta que la temperatura del aire ascendente es igual a la temperatura ambiente.
Figura 7.1. Diagrama de flujo del modelo CMAQ usado para simular los procesos químicos y de transporte de contaminantes. Adaptado de http://bioearth.wsu.edu/cmaq_model.html.
163