Modelado de la concentración de partículas PM10 en Costa Rica mediante el uso del modelo WRF-Chem - Briceño Castillo, Jeff (2020)
RESUMEN En el presente trabajo de investigación se analizan, por primera vez en el país, los niveles de concentración de PM10, utilizando simulaciones numéricas realizadas con el modelo WRF (Weather Research and Forecasting) y su acople químico. Además, se utilizan mediciones de PM10 provenientes de la Red de Monitoreo de Partículas de la Universidad Nacional, para evaluar el desempeño del modelo. En cuanto a las variables meteorológicas, los datos de Reanálisis ERAInterim provenientes del ECMWF con resolución de 0,75 grados proveen las condiciones iniciales y de frontera para el modelo WRF-Chem. El modelado se realizó durante el periodo del 01 al 15 de agosto del año 2013, tiempo en el cual se presenció un evento de intrusión de polvos provenientes del desierto de Sahara y el Sahel en la Capa Límite Atmosférica de Costa Rica. El dominio seleccionado para este proyecto va desde una latitud de 0° a 40°N, y una longitud desde los 40°E hasta los 90°O, con una resolución espacial de 25 x 25 Km. Para las simulaciones, se utilizaron 3 distintos esquemas de polvo: GOCART, GOCART con modificaciones AFWA, y GOCART con modificaciones UoC. Todos los esquemas evidenciaron niveles de concentración de PM10 durante el periodo del evento de intrusión de polvo al sector costarricense. Lo anterior permitió visualizar el transporte de polvo desde la región africana hasta el Caribe y Centroamérica, atravesando el Océano Atlántico producto de las condiciones meteorológicas. En cuanto a las mediciones, el esquema de polvo AFWA obtuvo la mejor correlación; sin embargo, en relación con los demás parámetros estadísticos calculados, el esquema UoC obtuvo el mejor desempeño en la evaluación realizada. El error medio para este esquema obtuvo resultados muy acertados con respecto a las referencias consultadas. Algunos otros parámetros como la desviación estándar y la raíz del error cuadrático medio confirman que el esquema UoC obtuvo los resultados más favorables. El análisis de lluvia y viento se utilizó como herramienta para la búsqueda de posibles errores en los resultados obtenidos. Por un lado, se concluyó que la lluvia modelada fue ligeramente distinta en relación con las observaciones, siendo esta una posible causa de error debido a la estrecha relación que tienen los aerosoles con esta variable. Por otro lado, la magnitud de viento simulada no presentó grandes diferencias respecto a las mediciones observadas. El trabajo presentado es un primer paso hacia una gestión más efectiva de la calidad del aire en Costa Rica, debido a que el modelo toma en cuenta variables meteorológicas y características geográficas que permiten representar la contaminación atmosférica con un criterio técnico más completo. Los mandatarios encargados de la legislación ambiental y salud podrían utilizar como base este estudio para promover actividades operativas y de pronóstico de contaminantes atmosféricos que afectan la salud humana.