Clase 7: La atm

1
Clase 7 La atmósfera cambiante una perspectiva
sistémicaModelos y observaciones (1)

• GF 777Otoño 2002

2
Contenidos de hoy

• Integrando observaciones y modelación
• Observaciones y mediciones
• Laboratorios
• In situ
• Percepción remota (LIDAR, Satélites)
• Modelación
• Módulos químicos
• Módulos meteorológicos
• Métodos numéricos y resolución de EDP
• Datos de entrada
• Implementaciones computacionales
• Evaluación y validación

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Modelación
Mediciones
4
Mediciones

• Campañas...Procesos
• Monitoreo...Tendencias

5

• Smog chambers
• Métodos espectroscópicos
• Cromatografía
• etc.

API Atmospheric Pressure Ionization CIMS Chemical
Ionization Mass Spectrometry PTRMS Proton
Transfer Reaction Mass Spectrometer
6

• Métodos espectroscópicos
• Toma de muestras y operación (Sampling)
• Simples, pequeños, baratos, etc.
• Exactitud...
• Precisión...
• Reproductibilidad...
• Representatividad
• etc.

7
(No Transcript)
8
Absorción por O3 en 254 nm
9
Titulación de O3 con solución de KI y corriente
proporcional al contenido de O3 (ECC)
10

• Sensores pasivos (espectrómetros)
• Sensores activos (LASER/LIDAR)

Globales - Resolución
11
Light detection and ranging measuring systems
(LIDAR) Análogo óptico a un radar sólo que la
señal es luz alineada (LASER)
12
LIDAR
13
Los sensores pasivos en los satélites se basan en
la medición de luz solar transmitida o dispersada
o emitida en ondas largas (termal o
micro-ondas) (http//see.gsfc.nasa.gov/edu/SEES/st
rat/class/S_class.htm)
14
Algoritmo de traducción de señal en medición
15
Backscatter Ultraviolet (BUV) Technique
Incoming solar radiation at these wavelengths
penetrates into the the troposphere where it
undergoes multiple scattering and reflections off
cloud and terrestrial surfaces. The ratios of
radiance to irradiance measurements at these
wavelengths provide estimates of the column O3
amount.
16
Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS
) (http//jwocky.gsfc.nasa.gov/)
17
Global Ozone Monitoring Experiment (GOME)
http//auc.dfd.dlr.de/GOME/
Columna de ozono 29/5-2002
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
Center for Clouds, Chemistry and
ClimateAntarctic Study Centre,
Vasco-da-GamaAtmospheric Research
LaboratoryDepartment of Meteorology,
MaldivesDesert Research Institute European
Organisation for the Exploitation of
Meteorological SatellitesFlorida State
University, TallahasseeForschungszentrum
JülichGKSS-Forschungszentrum GeesthachtImperial
College, LondonIndian Institute of Science,
BangaloreIndian Institute of Technology, New
DelhiIndian Institute of Tropical Meteorology,
PuneIndian Meteorological Department, New
DelhiIndian Space Research Organization,
BangaloreInstitut für TroposphärenforschungKonin
klijk Nederlands Meteorologisch
InstituutLaboratoire dOptique
AtmosphériqueLaboratoire de Météorologie
Dynamique du CNRSLaboratoire de Météorologie
Physique, Université Blaise PascalLaboratoire
des Sciences du Climat et de lEnvironnement,
Gif-Sur-Yvette.Laboratoire Interuniversitaire
des Systèmes AtmosphériquesMax Planck Institut
für ChemieMax Planck Institut für KernphysikMax
Planck Institut für MeteorologieMeteorologisches
Institut der Universität HamburgMeteorologiska
Institutionen, Stockholms UniversitetNASA -
Goddard Space Flight CenterNational Center for
Atmospheric ResearchNational Center for Medium
Range Weather Forecasting, New DelhiNational
Institute of Oceanography, GoaNational Physical
Laboratory, New DelhiNOAA - Atlantic
Oceanographic and Meteorological LaboratoryNOAA
- Climate Monitoring and Diagnostics
LaboratoryNOAA - Pacific Marine Environmental
LaboratoryNorth Carolina State University,
Raleigh Oregon State University,
CorvallisPhysical Research Laboratory,
AhmedabadScripps Institution of
OceanographySeaSpace CorporationService
dAéronomieSpace Application Centre,
AhmedabadSpace Physics Laboratory,
ThiruvananthapuramTechnische Universiteit
DelftTel-Aviv UniversityUniversität Bremen
Universität Innsbruck Universiteit
UtrechtUniversity Corporation for Atmospheric
ResearchUniversity of Alaska, FairbanksUniversit
y of California, IrvineUniversity of California,
RiversideUniversity of California, San
DiegoUniversity of Hawaii, ManoaUniversity of
Maryland, College ParkUniversity of Mauritius,
ReduitUniversity of MiamiUniversität München
University of Washington, SeattleUniversity of
Witwatersrand, JohannesburgYork University,
Toronto
Modelación antes, durante y después
Instituciones partcipantes 50, países 30,
científicos 100
21
MODELACIÓN
Abstracción...Simplificación...Síntesis...Evaluaci
ón...Pronóstico
22

• Módulos químicos
• Módulos meteorológicos
• Métodos numéricos y resolución de EDP
• Datos de entrada
• Implementaciones computacionales
• Evaluación y validación

23

• Reacciones en fase gaseosa
• Reacciones?
• Tasas de reacción
• Tasas de fotólisis

• Módulos químicos
• Módulos meteorológicos
• Métodos numéricos y resolución de EDP
• Datos de entrada
• Implementaciones computacionales
• Evaluación y validación

Procesos de Deposición -Húmeda (nubes) -Seca
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Datos de entrada
Datos Químicos Tasas de reacción/Fotólisis
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Advección -Eficientes -Precisos -Conservadores de
masa
Parametrizaciones de subgrilla -Convección -Mezcla
turbulenta

• Módulos químicos
• Módulos meteorológicos
• Métodos numéricos y resolución de EDP
• Datos de entrada
• Implementaciones computacionales
• Evaluación y validación

Condiciones de borde -Laterales -Borde superior
Rapidez, memoria...
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• VALIDACIÓN
• Comparación sistemática contra observaciones
• Intercomparación
• Análisis de sensibilidad

27
A propósito de validación...
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• Asimilación de datos (nudging, relaxation)
• Modelación inversa
• Procesos heterogéneos..multifase/multiescala
• Anidamiento múltiple
• Resolución variable
• Modelos del sistema terrestre