Implementación de herramientas avanzadas de sensibilidad en modelos atmosféricos: El adjoint de CMAQ aplicado al caso de Bogotá (2021)
Los métodos de análisis de sensibilidad aplicados a la modelación de la calidad del aire son herramientas de gran utilidad para determinar de dónde proviene la contaminación observada en una zona específica con relación a las emisiones producidas en regiones lejanas. Sin embargo, las aplicaciones clásicas de estos métodos presentan limitaciones de precisión, ya que pueden llegar a calcular sensibilidades erróneas debido a los procesos que utilizan para generar perturbaciones en las simulaciones. Por esta razón, en el presente estudio se implementó el método de análisis de sensibilidad ADJOINT del modelo CMAQ con el fin de demostrar la utilidad de este método en el proceso de atribución de fuentes contaminantes, utilizando como caso de estudio a la ciudad de Bogotá, Colombia, buscando encontrar cuáles son las emisiones regionales que más influyen en las concentraciones de O3 y NO presentes en la ciudad. Para esto se utilizó un dominio cuadrado de 118 x 118 celdas con una resolución de 27 kilómetros por lado de cada celda que abarcó la parte norte de Suramérica. Las simulaciones se llevaron a cabo en los periodos de febrero y septiembre de 2018 con el fin de observar la influencia de las diferencias en las condiciones meteorológicas y de emisión sobre los resultados. Para evaluar el desempeño del modelo se realizaron las pruebas definidas en su caso estándar de evaluación, Adicional a esto, se compararon los resultados obtenidos sobre Bogotá de las concentraciones de O3, NO, y PM2.5 y de algunas variables meteorológicas con los datos de una modelación realizada en WRF-Chem para el mismo dominio y periodos de simulación. Al mismo tiempo, los resultados generados por ambos modelos se compararon con los datos medidos por la Red de Monitoreo de Calidad del aire de Bogotá. Posterior a esto, se calcularon las sensibilidades de la presencia de O3 y NO en Bogotá con respecto a las emisiones de NO, NO2 y VOC's por separado.