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dc.contributor.advisorVidaurre Fallas, Germán
dc.creatorBriceño Castillo, Jeff
dc.date.accessioned2020-05-12T21:41:58Z
dc.date.available2020-05-12T21:41:58Z
dc.date.issued2020-03-18
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10669/81008
dc.description.abstractRESUMEN 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.es_ES
dc.description.abstractABSTRACT In this study, for the first time in the country, the PM10 concentration levels are analyzed, using numerical simulations performed with the WRF (Weather Research and Forecasting) model and its chemical coupling. Furthermore, PM10 measurements from the Particle Monitoring Network of the Universidad Nacional of Costa Rica are used to evaluate the performance of the model. Regarding the meteorological variables, the ERA-Interim Reanalysis data from the ECMWF with a resolution of 0.75 degrees provide the initial and boundary conditions for the WRFChem model. The modeling was carried out from 1 to 15 August 2013. During this period, an event of dust intrusion from the Sahara and Sahel desert was witnessed in the Atmospheric Boundary Layer of Costa Rica. The domain selected for this project ranges from a latitude of 0 ° to 40 ° N, and a longitude from 40 ° E to 90 ° W, with a spatial resolution of 25 x 25 km. For the simulations, three different dust schemes were used: GOCART, GOCART with AFWA modifications, and GOCART with UoC modifications. All the schemes showed PM10 concentration levels, during the period of the dust intrusion event, in the Costa Rican sector. This allowed to visualize the dust transport from the African region to the Caribbean and Central American one, crossing the Atlantic Ocean due to weather conditions. The AFWA dust scheme obtained the best correlation in terms of measurements; however, regarding the other statistical parameters calculated, the UoC scheme obtained the best performance in the evaluation carried out. The mean error for this scheme obtained very accurate results with respect to the references consulted. Some other parameters such as the standard deviation and the root mean square error confirmed that the UoC scheme obtained the most favorable results. The analysis of rain accumulation and wind magnitude was used as a tool to search for possible errors in the results obtained. On one hand, it was concluded that the modeled rain was slightly different regarding the observations, being a possible cause of error due to the close relationship that aerosols have with this variable in the atmospheric system. On the other hand, the simulated wind magnitude did not show major differences with the observed measurements. The work presented is a first step towards a more effective management of air quality in Costa Rica, since the model takes into consideration meteorological variables and geographical features that allow air pollution representation with a more comprehensive technical criterion. The leaders responsible for the environmental and health legislation could use this study as a basis to promote operating and forecasting activities of air pollutants that affect human health.es_ES
dc.description.abstractRESUMO No presente trabalho, os níveis de concentração de PM10 são analisados pela primeira vez no país, usando simulações numéricas realizadas com o modelo WRF (Weather Research and Forecasting) e seu acoplamento químico. Além disso, as medições de PM10 da Rede de Monitoramento de Partículas da Universidade Nacional da Costa Rica são usadas para avaliar o desempenho do modelo. Com relação às variáveis meteorológicas, os dados de Reanálise ERAInterim do ECMWF com uma resolução de 0,75 graus fornecem as condições iniciais e de fronteira para o modelo WRF-Chem. A modelagem foi realizada de 1 a 15 de agosto de 2013, período em que um evento de intrusão de poeiras do deserto do Saara e do Sahel foi testemunhado na Camada Limite Atmosférica da Costa Rica. O domínio selecionado para este projeto vai de uma latitude de 0 ° a 40 ° N e uma longitude de 40 ° E a 90 ° W, com uma resolução espacial de 25 x 25 km. Para as simulações, foram utilizados três esquemas de poeira diferentes: GOCART, GOCART com modificações AFWA e GOCART com modificações UoC. Todos os esquemas mostraram níveis de concentração de PM10 durante o período do evento de intrusão de poeira no setor da Costa Rica. Isso permitiu visualizar o transporte de poeira da região da África até o Caribe e a América Central, atravessando o Oceano Atlântico devido às condições climáticas. Quanto às medições, o esquema de poeira AFWA obteve a melhor correlação; no entanto, em relação aos demais parâmetros estatísticos calculados, o esquema UoC obteve o melhor desempenho na avaliação realizada. O erro médio deste esquema obteve resultados muito precisos com respeito às referências consultadas. Alguns outros parâmetros, como o desvio padrão e a raiz do erro quadrático médio, confirmam que o esquema UoC obteve os resultados mais favoráveis. A análise da precipitação acumulada e da magnitude do vento foi utilizada como ferramenta para buscar possíveis erros nos resultados obtidos. Por um lado, concluiu-se que a precipitação modelada foi ligeiramente diferente em relação às observações, sendo esta uma possível causa de erro devido à estreita relação que os aerossóis mantêm com essa variável no sistema atmosférico. Por outro lado, a magnitude do vento simulada não apresentou grandes diferenças em relação às medições observadas. O trabalho apresentado é o primeiro passo para uma gestão mais eficaz da qualidade do ar na Costa Rica, dado que o modelo leva em consideração variáveis meteorológicas e características geográficas que permitem representar a poluição atmosférica com um critério técnico mais completo. Os mandatários responsáveis pela legislação ambiental e de saúde poderiam usar este estudo como base para promover atividades operacionais e de previsão de poluentes atmosféricos que afetam a saúde humana.es_ES
dc.description.sponsorshipCentro Nacional de Alta Tecnología//CeNAT/Costa Ricaes_ES
dc.language.isoeses_ES
dc.sourceUniversidad de Costa Rica, San José, Costa Ricaes_ES
dc.subjectPM10es_ES
dc.subjectWRF-Chemes_ES
dc.subjectSaharaes_ES
dc.subjectpolvo minerales_ES
dc.subjectmodeladoes_ES
dc.titleModelado de la concentración de partículas PM10 en Costa Rica mediante el uso del modelo WRF-Chemes_ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesises_ES
dc.description.procedenceUCR::Vicerrectoría de Investigación::Sistema de Estudios de Posgrado::Ciencias Básicas::Maestría Académica en Ciencias de la Atmósferaes_ES


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