Previsão da qualidade do ar
para Portugal
A. Monteiro, P. Santos, A. Carvalho, A. I. Miranda, C. Borrego
CESAM & Departamento de Ambiente e Ordenamento
Universidade de Aveiro
4ª Reunión, Aveiro
26-27 de Abril de 2007
Modelação da qualidade do ar
química gasosa
advecção
NO2
absorção
química
aquosa
difusão
nucleação
partículas
primárias
condensação
NO
COV
O3
COSV
activação
química
heterogénea
evaporação
difusão
turbulenta
COV
NO2
coagulação
deposição
húmida
COV
NO2
poeira
deposição
seca
COV
partículas
primárias
Sistema de previsão
Meteorologia
AVN/NCEP
previsões globais
MM5
Modelo meteorológico mesoscala
Previsões meteorológicas (3 dias)
Velocidade vento
Temperatura
Pressão superficial
Humidade específica
Química
EMISSÕES
Fluxos calor
Precipitação
...
CHIMERE
Modelo químico de transporte
Previsões O3 e PM (3 dias)
http://www.dao.ua.pt/gemac/previsao_qar
Sistema de previsão
1º simulação escala europeia
68.75N
Dados iniciais
AVN/NCEP 0.5x0.5º
Microfísica nuvens/humidade
GRELL/microfísica Reiner Graupel
Parameterização PBL
MRF
Estrutura vertical
33 níveis sigma
50x50 km
Dados meteorológicos
Dados horários MM5
Condições fronteira
Modelo climatológico GOCART
Emissões
Inventário EMEP
Estrutura vertical
6 níveis (50, 250, 600, 1200, 2000, 3000 m)
31.5N
16.5W
31.5E
Sistema de previsão
2a simulação domínio PORTUGAL
“simple one-way technique”
Sistema de previsão
2a simulação domínio PORTUGAL
Condições fronteira
Saídas simulação 50x50 km
Emissões
580 km
Inventário nacional
10x10 km
290 km
Página internet
www.dao.ua.pt/gemac/previsao_qar
Validação meteo
na estação de Aveiro…
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
45
40
observados
simulados
Temperatura 2 m (ºC)
40
Temperatura 10m (ºC)
observado
simulado
35
35
30
Temperatura a 10m (ºC)
Temperatura a 2m (ºC)
30
25
20
15
Abril 06 – Abril 07
10
25
20
15
10
5
5
0
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
observado
simulado
14
315
12
270
Direcção do vento (º)
Velocidade do vento a 10m (m.s-1)
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
360
16
Velocidade vento 10m (m.s-1)
F
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
10
8
6
4
observado
simulado
225
180
135
90
2
45
Direcção vento 10m (º)
0
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Validação meteo
na estação de Aveiro…
Temperatura 10m
Simulado
Componente v 10m
Simulado
r2=0.50 , r=0.70
Observado
Componente u 10m
Observado
Simulado
r2=0.82 , r=0.91
r2=0.67 , r=0.82
Observado
Validação meteo
na estação de Aveiro…
Velocidade vento 10m (m.s-1)
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
16
Observados
D-1
D
D+1
D+2
14
Temperatura 10m (ºC)
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
40
Observado
D-1
D
D+1
D+2
35
Velocidade do vento a 10m (m.s-1)
12
8
6
4
2
25
0
20
Primavera
Verão
Outono
Inverno
Direcção vento 10m (º)
Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Min, Max
15
360
10
315
5
270
0
Primavera
Verão
Outono
Whisker: Min, Max
Observado
D-1
D
D+1
D+2
Inverno
Direcção do vento a 10m (º)
Temperatura a 10m (ºC)
30
10
Observado
D-1
D
D+1
D+2
225
180
135
90
45
0
Primavera
Verão
Outono
Inverno
Validação QA
Concordância do IQA
%
100
Dia+0
Dia+1
Tipo estação
80
Dia+2
60
40
20
0
%
Fundo rural
Fundo Suburbana
Fundo urbana
Industrial
Tráfego
100
Dia+0
Região
Dia+1
Dia+2
80
60
40
20
0
Porto
Lisboa e Vale do Tejo
Algarve
Restantes (interior país)
Validação
Séries temporais
200
CIRCULAR - trafego urbana
médias diárias PM 10
Observados
Modelados
PM10 (ug.m-3)
150
100
50
0
05
06
07
08
09
meses
200
CHAMUSCA - fundo rural
médias diárias PM 10
Observados
Modelados
PM10 (ug.m-3)
150
100
50
0
05
06
07
Lavradio -industrial urbana
meses
médias diárias PM 10
08
09
Observados
Modelados
250
PM10 (µg.m -3 )
200
150
100
50
0
05
06
07
08
09
Comentários finais
A actual estrutura possibilita o acesso e visualização imediata do índice de
qualidade do ar global previsto para o dia presente e os dois dias seguintes,
permitindo identificar de imediato quais as regiões mais críticas em termos de
qualidade do ar.
A avaliação deste sistema de previsão revelou desempenho bastante
satisfatório (principalmente nas estações de fundo), apesar do bias negativo
sugerir que o modelo sobrestima as concentrações de partículas, especialmente
nas estações de carácter urbano de fundo e industrial.
No futuro…
incorporação do inventário espanhol no domínio de simulação
aumento na resolução da malha de simulação (4x4km2 e 1x1km2)
aumento do domínio de simulação de Portugal Continental de forma a melhorar
também a simulação dos fenómenos meteorológicos de mesoscala
Agradecimentos…