Avaliação do impacto da resolução espacial de modelos digitais de elevação sobre a estimativa de formação de ozônio superficial usando Models-3

Abstract

Este trabalho estabelece uma comparação básica entre dois cenários distintos de simulação da formação de ozônio superficial sobre o Estado do Rio Grande do Sul. No primeiro cenário usa-se um modelo digital de elevação com resolução de 9 km com a interface de simulação “Models-3”. No segundo cenário, um modelo com resolução de 3 km é usado. Em cada cenário, implementa-se um único domínio de simulação, com resoluções correspondentes as do respectivo modelo. Dados do Centro Nacional Estadunidense de Previsão Ambiental foram usados na simulação meteorológica, e dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística e do Departamento de Trânsito do Rio Grande do Sul foram usados na estimativa das emissões devidas à frota veicular da Região Metropolitana de Porto Alegre (única fonte emissora aqui considerada). Os resultados apresentaram diferenças marcantes entre um cenário e outro. As concentrações constantemente elevadas de ozônio observadas à resolução de 9 km, tiveram seus níveis reduzidos à metade a 3 km. Também os padrões de dispersão tiveram características bem distintas, espalhando-se amplamente sobre a parte sul do domínio de simulação no primeiro cenário e, no segundo, espalhando-se de forma mais limitada sobre a parte sudoeste, com um jato observado em direção noroeste. Elevados níveis de concentração de ozônio foram observados a cerca de 500 km das fontes emissoras.

This study establishes a basic comparison between two different simulation scenarios of surface ozone formation over the Rio Grande do Sul State. In the first simulation scenario, a 9 km resolution digital elevation model is used within the so-called Models-3 simulation interface. In the second one, a 3 km resolution model is used. For each scenario, a single simulation domain was implemented, with resolutions matching the respective model. US National Center for Environmental Prediction’s data were used to simulate meteorology, as well as the Brazilian Institute for Geography and Statistics and the Rio Grande do Sul Traffic Department’s data were used to estimate emissions by the Metropolitan Area of Porto Alegre vehicle fleet, supposed as the only source of the emissions. The results present striking differences between the two scenarios: the sustained high ozone concentrations values observed at 9 km resolution dropped to half at 3 km resolution. Also, dispersion patterns had quite distinguishable features, spreading widely over the south part of the simulation domain in the first scenario and spreading in a narrower scheme over the south-west region, with a jet observed northwestwards. High levels of ozone concentration were observed as far as 500 km from the emission sources.