Evaluaci on del modelo WRF-CHIMERE en la Comunidad Aut onoma de Galicia para el a no 2020
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Evaluación del modelo WRF-CHIMERE en la Comunidad Autónoma de Galicia para el año 2020 Swen Brands1 , Anthony David Saunders Estévez2 , and Nuria Gallego Fernández2 1 MeteoGalicia, Subdirección Xeral de Meteoroloxı́a e Cambio Climático, Santiago de Compostela 2 Calidad Del Aire, Subdirección Xeral de Meteoroloxı́a e Cambio Climático, Santiago de Compostela 25 de agosto de 2021 1
Abbreviaturas CESGA: Centro de Supercomputación de Galicia ECMWF: European Centre for Medium-Range Weather Forecasts NCAR: National Center for Atmospheric Research VLH: Valor Lı́mite Horario NCA: Nivel Crı́tico Anual NCI: Nivel Crı́tico Invernal VL: Valor Lı́mite VLA: Valor Lı́mite Anual VLD: Valor Lı́mite Diario OLPPSH: Objectivo a Largo Plazo Protección Salud Humana OLPPV: Objectivo a Largo Plazo Protección Vegetación VOPH: Valor Objectivo Protección Vegetación VOPSH: Valor Objectivo Protección Salud Humana WRF: Weather Research and Forecasting Model 2
Índice 1. Objeto 4 2. La Red de Observaciones y El Sistema de Predicción Empleado 4 3. Metodologı́a 5 4. Dióxido de Azúfre 6 5. Dióxido de Nitrógeno (N O2 ) y Óxido de Nitrógeno (N Ox ) 14 6. Partı́culas en Suspensión 20 7. Monóxido de Carbono (CO) 26 8. Ozono (O3 ) 28 9. Conclusiones 36 3
1. Objeto El presente informe presenta los resultados de la evaluación del estado de la calidad del aire en la Comunidad Autónoma de Galicia durante el año 2020 con respecto a los valores lı́mite, valores objetivo y niveles crı́ticos establecidos para los contaminantes atmosféricos SO2 , N Ox/N O2 , O3 , CO, P M 10 y P M 2,5 en el apartado A.I del anexo I del Real Decreto 102/2011. Para ello se usan tanto las mediciones de la Red de Calidad del Aire de la Xunta de Galicia como las series modeladas del sistema de predicción WRF-CHIMERE, gestionado por el Depar- tamento de Predicción Numérica e Investigación de MeteoGalicia, que será sujeto a un análisis detallado de bondad e incertidumbre. En Sección 2 se describe la red de observaciones y el sistema de predicción empleado. Los métodos aplicados se detallan en Sección 3, los resultados en las Secciónes 4 a 8 y las conclusiones generales en Sección 9. Este informe se elaboró a base de las indicaciones del Real decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire (BOE núm. 24 de 29/01/2011). 2. La Red de Observaciones y El Sistema de Predicción Empleado La monotorización de la calidad del aire en Galicia actualmente se lleva a cabo con un conjunto de 50 estaciones, algunas de ellas gestionadas directamente por la Xunta de Galicia y otras por las instalaciones industriales que por sus procesos productivos son susceptibles de afectar a la calidad del aire de su entorno, y todas supervisadas y controlados por el personal técnico de la Subdirección Xeral de Meteoroloxı́a e Cambio Climático. Una particularidad de la red de estaciones es su mayor densidad en áreas donde la calidad del aire potencialmente se puede ver afectada en mayor medida por fuentes de origen antropogénico, por ejemplo en los alrededores del complejo industrial de A Coruña (Figura 1b). El sistema de modelización utilzado en este informe es gestiando por el Departamento de Predicción Numércia de MeteoGalicia y tiene tres componentes: un modelo meteorológico, un inventario de emisiones antropogénicas y naturales y un modelo de transporte quı́mico. El modelo meteorológico es el Weather Research and Forecasting Model (WRF) del National Center for Atmospheric Research en Estados Unidos (Skamarock et al., 2008). Las emisiones antropogénicas proceden del dataset HTAP (Janssens-Maenhout et al., 2015) y de un inventario propio para el noroeste del la Penı́nsula Ibérica. Las emisiones biológicas procedentes del dataset MEGAN (Guenther et al., 2006). Con estos datos se ejecuta el modelo de transporte quı́mico CHIMERE del Laboratoire de Météorologie Dynamique en Francia (Mailler et al., 2017). Todos los componentes de este sistema de predicción se ejecutan en el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA). El modelo CHIMERE cuenta con dos dominios de simulación (Figura 1a). A lo largo de las fronteras laterales del dominio exterior, lee los datos del modelo global ECMWF C-IFS (Flemming et al., 2015) para ası́ poder simular agentes quı́micos procedentes de fenómenos de transporte de largo alcance, como por ejemplo las intrusiones de polvo Sahariano. La resolución horizontal del dominio exterior es de 0,15◦ × 0,15◦ (latitud × longitud), la del dominio interior de 0,07◦ × 0,07◦ . Para ambas mallas horizontales se emplean 20 niveles verticales (Figura 1c y d). La configuración de este sistema de predicción es el resultado de numerosas pruebas experimentales y es sujeta a un proceso continuo de evaluación para mejorar los resultados del modelo de manera sistemática (Brands et al., 2020). 4
a) Dominio interior y exterior b) Red de observaciones Indústria Tráfico Fondo 50°N Exterior 43°N 45°N Interior 40°N 42°N 50 km 15°W 10°W 5°W 0° 9°W 42°N c) Orografía del CHIMERE d) Niveles verticales a lo largo de 43°N 5000 m 4000 3000 43°N 2000 1000 10°W 9°W 8°W 7°W 6°W longitude 42°N 9°W 8°W 0 200 400 600 800 1000 metres metros a.s.l. Figura 1: Configuración del modelo CHIMERE y red de observaciones 3. Metodologı́a La presente evaluación se basa en las observaciones y predicciones descritas en la sección anterior. Siguiendo las indicaciones del Real decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire (BOE núm. 24 de 29/01/2011), se calculan las superaciones de cada valor lı́mite1 indicado en el anexo I del citado Real decreto y la incertidumbre del modelo según se define en el apartado I.b del anexo V. El concepto básico para el cálculo de la “incertidumbre” del modelo es encontrar el per- centil del valor lı́mite en la serie observada, buscar la concentración correspondiente al mismo percentil en la serie modelada y calcular la diferencia absoluta entre la concentración modelada y observada, dicha diferencia siendo el Error Relativo de la Directiva (ERD). Como excepción, si el valor lı́mite se refiere a un valor promedio o accumaludo, el ERD es la diferencia absoluta entre el valor modelado y observado. El Máximo del Error Relativo de la Directiva (MERD) es el máximo de los valores ERD puntuales una vez descartados los valores puntuales peores (un 1 , nivel crı́tico o valor objetivo 5
10 %). El MERD indica la “incertidumbre” del modelo. 4. Dióxido de Azúfre El Valor Lı́mite Horario (VLH) del SO2 se establece en en el apartado A.I del anexo I del RD 102/2011, como 350 µg/m3 en una hora, valor que no podrá superarse en más de 24 ocasiones por año civil. En las series observadas este valor se ha superado una vez en la estación de A Grela C y una vez en la de Pastoriza por el impacto de la industria local (Figura 2). En el modelo no se ha superado ninguna vez en territorio gallego. El Valor Lı́mite Diario (VLD) para el SO2 , definido también en el apartado A.I del anexo I del RD 102/2011 como concentración promedia diaria de 125 µg/m3 , valor que no podrá superarse en más de 3 ocasiones por año civil, no se ha superado en ninguna ocasión en territorio gallego, ni en el modelo ni en observaciones2 . Los Niveles Crı́ticos Anuales e Invernales (NCA y NCI) para el SO2 , que se hallan ambos en una concentración promedia anual o invernal de 20 µg/m3 , tampoco se superaron en territorio gallego (Figuras 3 y 4), con la única excepción de la estación de Sur, expuesta a la actividad industrial local, donde se registró un NCI observado de 21 µg/m3 . Los valores ERD puntuales asociados a estos 4 indicadores exceden el valor crı́tico de 25 % solo en lugares cuya principal contribución a la concentración de SO2 proviene de fuentes industriales, como por ejemplo los alrededores del complejo industrial de A Coruña (véase Figuras 5 a 8). Los valores MERD, indicando la incertidumbre del modelo, se hallan en 22.4 %, 12.7 %, 13.7 % y 12.3 % para el VLH, VLD, NCA y NCI respectivamente, es decir claramente por debajo del valor crı́tico de 25 %. Los resultados exactos se muestran en los Cuadros 1 a 4. SO2 concentración horaria > 350 ug/m3 1.0 A Grela C: 1 Pastoriza: 1 superaciones 0.0 Figura 2: Superaciones del Valor Lı́mite Horario para el SO2 (350 µg/m3 ) en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, el VLH no se puede superar en más de 24 ocasiones por año civil. 2 para no sobrecargar el documento, no se muestra el mapa vacı́o correspondiente 6
SO2 concentración promedia anual 20.0 17.5 15.0 12.5 ug/m3 10.0 7.5 5.0 2.5 0.0 Figura 3: Concentración promedia anual del SO2 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentra- ción no debe superar unos 20 µg/m3 (Nivel Crı́tico Anual). SO2 concentración promedia invernal 20.0 Sur 21 17.5 15.0 12.5 ug/m3 10.0 7.5 5.0 2.5 0.0 Figura 4: Concentración promedia invernal del SO2 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente. Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentración no debe superar unos 20 µg/m3 (Nivel Crı́tico Invernal).) 7
Incertidumbre para el VLH del SO2, MERD: 22.4 70 60 50 ERD 40 30 20 10 Figura 5: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Horario del SO2 Incertidumbre para el VLD del SO2, MERD: 12.7 70 60 50 40 ERD 30 20 10 Figura 6: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Diario del SO2 8
Incertidumbre para el NCA del SO2, MERD: 13.7 60 50 40 ERD 30 20 10 Figura 7: Valores ERD y MERD para el Nivel Crı́tico Anual del SO2 Incertidumbre para el NCI del SO2, MERD: 12.3 100 80 60 ERD 40 20 Figura 8: Valores ERD y MERD para el Nivel Crı́tico Invernal del SO2 9
Cuadro 1: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLH del SO2 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Macineira 0.1 Fraga Redonda 0.1 Vigo - Lope de Vega 0.3 Lalı́n 2 0.5 Dumbrı́a 0.9 Laza 0.9 Xinzo de Limia 1.6 Santiago - Campus 1.9 Cee 2.3 Este Estación 1 2.9 Vigo - Coia 2.9 Magdalena 3.3 Campelo 3.6 Marraxón 3.8 Centro Cı́vico 4.8 Mourence 4.8 Ourense 4.9 Oeste Estación 2 5.1 Rodı́s 5.2 Lugo - Fingoy 5.8 Villagudı́n 6.4 Ponteareas 8.1 Cerceda 8.2 Louseiras 8.3 Santiago - San Caetano 9.1 Ferrol - Reina Sofı́a 9.4 A Coruña - Torre Hércules 10.6 Burela 12.1 San Vicente de Vigo 12.3 Paraxón 13.3 Buscás 13.6 San Pedro 17.8 Areeiro 22.4 Rı́o Cobo 22.7 A Cabana 27.4 Paiosaco 50.5 Sur 77.5 10
Cuadro 2: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLD del SO2 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Lalı́n 0.1 Oeste Estación 2 0.1 Este Estación 1 0.3 Marraxón 0.3 Ferrol 0.4 Laza 0.6 Cee 0.6 Vigo - Lope de Vega 0.8 Villagudı́n 0.9 Dumbrı́a 0.9 Centro Cı́vico 0.9 Santiago - Campus 1.1 Louseiras 1.1 Mourence 1.2 Cerceda 1.3 Maciñeira 1.4 Magdalena 1.8 Xinzo de Limia 1.9 Campelo 2.1 A Coruña - Torre Hércules 2.5 Rodı́s 2.5 A Cabana 2.6 Fraga Redonda 2.9 Lugo - Fingoy 3.4 Paraxón 3.8 Ourense - Gomez Franqueira 3.8 Vigo - Coia 3.9 Santiago - San Caetano 4.6 Buscás 5.8 Ponteareas 6.6 Fraga Redonda 7.8 San Vicente de Vigo 9.8 Burela 12.3 Paiosaco 12.7 Rı́o Cobo 12.9 Areeiro 15.5 San Pedro 25.0 Sur 73.6 11
Cuadro 3: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el NCA del SO2 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Lugo 0.01 Centro Cı́vico 0.3 A Coruña - Torre Hércules 0.7 Santiago - Campus 1.0 Vigo - Lope de Vega 1.9 Ponteareas 2.8 Rodı́s 2.8 Ferrol - Reina Sofı́a 2.9 Villagudı́n 3.8 Laza 4.0 Buscás 4.1 Lalı́n 4.5 Paiosaco 4.6 Santiago - San Caetano 5.2 Campelo 5.5 Paraxón 5.8 Louseiras 6.0 Xinzo de Limia 6.0 Vigo - Coia 7.4 Este Estación 1 7.9 Oeste Estación 2 8.0 Mourence 8.2 A Cabana 8.3 Burela 8.4 Areeiro 9.0 Magdalena 9.2 Marraxón 9.4 Fraga Redonda 10.1 Cerceda 10.7 San Vicente de Vigo 11.8 Cee 12.4 Dumbrı́a 12.4 San Pedro 13.7 Rı́o Cobo 14.5 Ourense - Gomez Franqueira 15.1 Maciñeira 15.3 Sur 65.8 12
Cuadro 4: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el NCI del SO2 en orden ascen- dente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Centro Cı́vico 0.7 Lugo - Fingoy 1.0 Vigo - Lope de Vega 1.6 Santiago Campus 1.9 A Coruña Torre Hércules 2.0 Ponteareas 2.1 Ferrol - Reina Sofı́a 2.7 Rodı́s 3.1 Xinzo de Lı́mia 3.4 Villagudı́n 3.7 Buscás 4.0 Laza 4.1 Paiosaco 4.2 A Cabana 4.8 Lalı́n 5.0 Paraxón 5.2 Campelo 6.4 Louseiras 7.0 Burela 7.4 Este Estación 1 7.5 Santiago - San Caetano 7.5 Oeste Estación 2 7.6 Mourence 9.2 Marraxón 10.2 Areeiro 10.5 Cerceda 10.7 San Vicente de Vigo 10.7 Magdalena 11.1 Vigo - Coia 11.5 Fraga Redonda 11.6 Rı́o Cobo 12.2 Cee 12.2 Dumbrı́a 12.3 Maciñeira 16.9 San Pedro 18.1 Ourense - Gomez Franqueira 23.2 Sur 100.8 13
5. Dióxido de Nitrógeno (N O2) y Óxido de Nitrógeno (N Ox) El Valor Lı́mite Horario para el N O2 se halla en una concentración horaria de 200 µg/m3 y no se puede superar en más de 200 ocasiones. No se superó ni una sola vez en las observaciones ni en el modelo (el mapa vacı́o no se muestra). El Valor Lı́mite Anual (VLA) para el N O2 , definido como el promedio anual de las concentraciones horarias, es de 40 µg/m3 y tampoco fue superado en ningún punto del territorio gallego, ni en las observaciones ni en el modelo (Figura 9). El Nivel Crı́tico Anual (NCA) para el N Ox , definido como concentración promedia anual, son 30 µg/m3 . En las series observadas se supera tanto en A Grela C por el efecto de la indústria y el tráfico como en Ourense debido al tráfico. No es superado por el modelo en ningún punto de la Comunidad Autónoma de Galicia (Figura 10). Para el VLH y VLA del N O2 , la incertidumbre del modelo se halla claramente por debajo del valor crı́tico de 25 % en la gran mayorı́a de estaciones. Para el VLH, dicho umbral se supera en Xinzo de Limia y Santiago - San Caetano, y para el VLD en Pastoriza y San Pedro (Figuras 11 y 12 y Cuadros 5 y 6). La incertidumbre para el NCA del N Ox es ligeramente peor, con valores ERD por encima de 25 % en Ponteareas, Ferrol y Lugo (Figura 13 y Cuadro 7). Los valores MERD se hallan en 19.0 % , 15.8 % y 24.2 % para el VLH, VLA y NCA, respectivamente. NO2 concentración promedia anual 20 15 ug/m3 10 5 0 Figura 9: Concentración promedia anual del N O2 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentra- ción no debe superar unos 40 µg/m3 (Valor Lı́mite Anual) 14
NOx concetración promedia anual A Grela C: 32 40 30 ug/m3 20 10 Oeste Estación 2: 30 Ourense: 40 0 Figura 10: Concentración promedia anual del N Ox en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentra- ción no debe superar unos 30 µg/m3 (Nivel Crı́tico Anual) Incertidumbre para el VLH del NO2, MERD: 19.0 30 25 20 ERD 15 10 5 Figura 11: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Horario del N O2 15
Incertidumbre para el VLA del NO2, MERD: 15.8 30 25 20 ERD 15 10 5 Figura 12: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Anual del N O2 Incertidumbre para el NCA del NOx, MERD: 24.2 35 30 25 20 ERD 15 10 5 Figura 13: Valores ERD y MERD para el Nivel Crı́tico Anual del N Ox 16
Cuadro 5: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLH del N O2 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Teixeiro 0.3 Oeste Estación 2 0.7 A Cabana 0.8 Fraga Redonda 0.9 Villagudı́n 1.4 Rodı́s 1.4 Xove 1.5 Cerceda 1.6 Ferrol - Reina Sofı́a 1.7 Marraxón 2.0 Louseiras 2.3 Magdalena 3.0 San Vicente de Vigo 3.0 Ponteareas 3.2 Ourense - Gomez Franqueira 3.6 Laza 3.8 Buscás 4.1 Este Estación 1 4.2 A Coruña - Torre Hércules 4.4 Campelo 6.3 San Pedro 6.4 Maciñeira 6.7 Vigo - Coia 7.8 Mourence 8.6 Dumbrı́a 9.2 Paraxón 9.7 Santiago - Campus 9.7 Centro Cı́vico 10.7 Pastoriza 13.1 Vigo - Lope de Vega 15.2 Lugo - Fingoy 16.6 A Grela C 16.6 Lalı́n 17.2 Paiosaco 19.0 Pontevedra - Campolongo 19.2 Cee 23.2 Xinzo de Limia 25.8 Santiago - San Caetano 31.2 17
Cuadro 6: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLA del N O2 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Santiago - Campus 0.1 Buscás 0.7 Pontevedra - Campolongo 0.7 Oeste Estación 2 1.2 Cerceda 1.7 Mourence 1.7 Villagudı́n 1.6 Rodı́s 1.8 Ponteareas 1.8 Dumbrı́a 1.9 Magdalena 2.2 San Vicente de Vigo 2.4 Lalı́n 2.5 Este Estación 1 2.7 Paraxón 3.2 Xinzo de Limia 3.2 Vigo - Coia 3.6 Ferrol - Reina Sofı́a 3.9 Laza 4.3 Maciñeira 4.5 Louseiras 5.7 Teixero 5.9 Paiosaco 6.3 Xove 6.5 Lugo - Fingoy 6.7 Fraga Redonda 7.1 Cee 7.4 Centro Cı́vico 7.6 Marraxón 8.8 Ourense - Gomez Franqueira 11.5 A Cabana 12.6 A Grela C 12.7 Santiago - San Caetano 13.4 Vigo - Lope de Vega 15.8 Campelo 17.5 A Coruña - Torre Hércules 19.7 Pastoriza 28.1 San Pedro 32.9 18
Cuadro 7: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el NCA del N Ox en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Campelo 0.004 Laza 0.4 Fraga Redonda 0.8 Marraxón 1.1 Louseiras 3.8 Dumbrı́a 5.3 Pastoriza 6.0 Xove 6.1 Maciñeira 6.8 Teixeiro 7.3 Lalı́n 8.0 A Coruña - Torre Hércules 9.4 Rodı́s 11.4 Mourence 12.9 Buscás 13.3 Centro Cı́vico 13.6 San Pedro 14.7 Magdalena 14.7 A Cabana 15.0 Villagudı́n 16.4 Xinzo de Lı́mia 16.6 Paraxón 17.2 Cerceda 17.6 San Vicente de Vigo 20.0 Cee 21.5 Paiosaco 22.1 Santiago - Campus 24.2 Ponteareas 27.9 Ferrol - Reina Sofı́a 27.9 Lugo - Fingoy 36.9 19
6. Partı́culas en Suspensión El Valor Lı́mite Diario para las partı́culas con un grosor 50 ug/m3 A Coruña - Torre Hércules: 47 40 30 superaciones 20 10 0 Figura 14: Superaciones del Valor Lı́mite Diario del P M 10 (50 µg/m3 ) en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, no puede haber más de 35 superaciones del VLH. 20
PM10 valor promedio anual 30 25 20 ug/m3 15 10 5 0 Figura 15: Valor promedio anual del el P M 10 en observaciones (valores puntuales) y en el mo- delo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentración no debe superar unos 40 µg/m3 (Valor Lı́mite Anual). PM2.5 valor promedio anual 14 12 10 ug/m3 8 6 4 2 0 Figura 16: Valor promodio anual del P M 2,5 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Según apartado A.I del anexo I del Rd 102/2011, esta concentración no debe superar unos 25 µg/m3 (Valor Lı́mite Anual). 21
PM10 ERD VLD MERD: 22.0 40 35 30 25 ERD 20 15 10 5 Figura 17: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Horario del P M 10 PM10 ERD VLA MERD: 21.9 25 20 15 ERD 10 5 Figura 18: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Anual del P M 10 22
PM25 ERD VLA MERD: 11.8 16 14 12 10 ERD 8 6 4 2 Figura 19: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite Anual del P M 2,5 23
Cuadro 8: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLD del P M 10 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Areeiro 1.0 Oeste Estación 2 2.0 Lalı́n 2.6 Ferrol - Reina Sofı́a 3.7 A Cabana 4.1 Pontevedra Campolongo 4.4 Dumbrı́a 5.3 Campelo 6.2 Lugo - Fingoy 9.0 Santiago Campus 9.9 Villagudı́n 10.1 Santiago San Caetano 11.4 Fraga Redonda 12.7 San Pedro 13.6 A Grela S 14.3 Xinzo de Limia 14.5 Vigo - Coia 16.0 Pastoriza 18.1 Paraxón 18.7 Cerceda 19.6 Cee 20.1 Rı́o Cobo 20.6 Vigo - Lope de Vega 22.0 Mourence 26.4 Sur 38.5 Laza 40.8 24
Cuadro 9: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLA del P M 10 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Areeiro 0.3 Paraxón 0.5 Campelo 2.1 A Cabana 2.1 Dumbrı́a 2.1 Ferrol - Reina Sofı́a 2.8 Cee 4.8 San Pedro 4.9 Lalı́n 5.7 Fraga Redonda 6.7 Lugo - Fingoy 8.1 Pastoriza 8.7 Villagudı́n 9.3 Pontevedra Campolongo 10.1 Rı́o Cobo 10.5 Cerceda 10.8 Santiago San Caetano 11.2 Santiago Campus 12.5 Mourence 13.3 Oeste Estación 2 17.0 Sur 21.1 Vigo - Lope de Vega 21.7 Xinzo de Limia 21.9 A Grela S 22.3 Laza 25.0 Vigo - Coia 25.9 25
Cuadro 10: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VLA del P M 2,5 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Vigo - Coia 0.01 Pontevedra Campolongo 0.6 Laza 1.1 Santiago Campus 1.3 Xinzo de Lı́mia 1.8 Ourense 2.3 Santiago San Caetano 3.1 Fraga Redonda 4.5 Sur 4.7 A Grela C 5.3 Magdalena 6.6 San Vicente de Vigo 7.1 Ferrol - Reina Sofı́a 7.4 Centro Cı́vico 8.3 Burela 10.2 Sur 11.5 Xubia 11.8 Este Estación 1 16.5 A Coruña Torre Hércules 17.9 7. Monóxido de Carbono (CO) El Valor Lı́mite (VL) del monóxido de carbono (CO) se halla en un valor máximo diario de la media móvil octohoraria de 10 mg/m3 y durante el curso del año no se debe superar ninguna vez. En Galicia el CO es un contaminante que, salvo por el efecto de lo incendios, apenas se aprecia. Las concentraciones correspondientes muchas veces inlcuso se hallan por debajo del lı́mite de detección de los analizadores. Consequentemente, las superaciones del VL son nulas en las series observadas. El modelo simula bien la prácitca ausencia de este contaminante en una gran parte del territorio gallego y tampoco da ninguna superación del VL. En consequencia, el valor MERD es excelente (7.8 %) (Figura 20 y Cuadro 11). 26
Incertidumbre para el VL del CO, MERD: 7.8 10 8 ERD 6 4 2 Figura 20: Valores ERD y MERD para el Valor Lı́mite del CO Cuadro 11: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el Valor Lı́mite del CO en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Ferrol - Reina Sofı́a 1.3 A Coruña - Torre Hércules 1.6 Lugo - Fingoy 1.7 Santiago Campus 1.9 Paiosaco 2.0 Teixeiro 2.2 Vigo - Coia 2.3 Fraga Redonda 3.1 Magdalena 3.6 Pontevedra Campolongo 4.8 Xinzo de Lı́mia 5.1 Santiago - San Caetano 5.2 Laza 5.3 Ourense - Gomez Franqueira 7.8 Lalı́n 9.6 Vigo - Lope de Vega 10.8 27
8. Ozono (O3) El Valor Objetivo Protección Salud Humana (VOPSH) se calcula a partir de los máximos dı́arios de las medias móviles octohorarias del O3 . No se puede superar un valor de 120 µg/m3 durante más de 25 dı́as. En las estaciones de la Red de Calidad del Aire dicha concentración se superó como mucho durante 7 dı́as del año 2020 (en Pontevedra - Campolongo) y el modelo también se queda claramente por debajo de lı́mite de 25 dı́as para este indicador (Figura 21). En ambos tipos de dato se pueden observar más superaciones al sur y oeste de Santiago de Compostela y en el sur de la provincia de Pontevedra que en las restantes regiones. La tendencia del modelo de dar superaciones a lo largo de toda la costa gallega no se ha podido confirmar con observaciones por falta de equipos de medición. El Objectivo a Largo Plazo Protección Salud (OLPPSH) humana es idéntico al VOPSH, es decir 120 µg/m3 para el máximo diario de las medias móviles octohorarias, con la diferencia de que no se puede superar ni una sola vez. Sin embargo, dicha concentración lı́mite fue observada en muchas estaciones de Galicia durante el curso del año, y hasta 7 veces en el caso concreto de Pontevedra - Campolongo (véase Figura 22). En el modelo se supera al menos una vez a lo largo de toda la costa de Rı́as Baixas, en muchos puntos de las Rı́as Altas y de manera sistemática en el suroeste de la comunidad. En el modelo también ocurren superaciones en la zona montañosa de la provincia de Lugo (Sierra de los Ancares). Mientras las superaciones modeladas en el suroeste se ven reflejadas en nuestras observaciones, eso no occure a lo largo de la costa ni en la Sierra de los Ancares. El valor AOT40 se calcula como la suma de las concentraciones O3 horarias entre las 8 y 20 horas del perı́odo 1 de mayo a 31 de julio 2020. Una superación de 18000 µg/m3 acumula- dos equivale al incumplimiento del Valor Objectivo Protección Vegetación (VOPV). Figura 23 muestra que el modelo sistemáticamente sobreestima el valor AOT40 ya que tiende a sobrees- timar los valores horarios O3 en la mencionada franja de horas. Mientras en el 2019 el modelo superaba dicho valor acumulado en algunas zonas de la costa gallega, estas superaciones ya no ocurren durante el año 2020, lo cual siginfica una ligera mejora ya que en observaciones no se ha registrado ninguna superación del VOPV. El Objectivo a Largo Plazo Protección Vegeta- ción (OLPPV) se calcula la misma manera, solo que el AOT40 no debe superar un valor de 6000 µg/m3 acumulados. Mientras este umbral no se supera en ninguna ocasión en las series observadas, en el modelo se supera en las Rı́as Baixas, tanto a lo largo e la costa como en las zonas adyacentes, en muchos puntos de las Rı́as Altas, en el oeste de la provincia de Ourense, y en el sur de las provincias de A Coruña y Lugo (Figura 24). Esto es una mejora respecto a la evaluación del año 2019, en la que el modelo superaba el umbral de 6000µg/m3 en toda la comunidad gallega. Con un valor ERD máximo de 15.6 % y un valor MERD de 11.6 %, la incertidumbre del modelo es generalmente muy baja para el VOPSH y OLPSSH y por lo tanto la bondad del modelo es muy satisfactoria para estos dos indicadores (Figura 26 y Cuadro 12). Para el caso de VOPV y sobre todo para el OLPPV se alcanzan valores MERD por encima del valor permitido de 25 %, que sin embargo son claramente más favorables que en la evaluación del año 2019 (Figuras 26 y 27 y Cuadros 13 y 14). 28
Superaciones O3 > 120 ug/m3 7 6 5 superaciones 4 3 2 1 0 Figura 21: Superaciones de 120 µm3 para la concentración máxima diara de las medias octoho- rarias del O3 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Celdas de modelo con más de 25 superaciones se marcan con una cruz, indicando el incumplimiento del Valor Objectivo Protección Salud Humana para el O3 Superaciones O3 > 120 ug/m3 a) A Cabana: 1 7 b) Magdalena: 1 c) Fraga Redonda: 1 d) Centro Cívico: 1 6 e) Buscás: 6 a b f) Santiago - San Caetano: 3 g) Santiago - Campus: 4 d c h) Lalín: 1 5 i) Sur: 1 e j) Campelo: 7 k) Ourense: 1 superaciones l) Vigo - Lope de Vega: 1 f+g 4 m) Oeste Estación 2: 1 n) Ponteareas: 2 o) Laza: 2 h i 3 j k l+m 2 o n 1 0 Figura 22: Superaciones de 120 µm3 para la concentración máxima diara de las medias octoho- rarias del O3 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subyacente). Celdas de modelo con al menos una superacion se marcan con una cruz azul, indicando el incumplimiento del Objectivo a Largo Plazo Protección Salud Humana para el O3 29
AOT40 > 18000 12000 10000 8000 ug/m3 6000 4000 2000 0 Figura 23: AOT40 del O3 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subya- cente). Celdas de modelo con valores > 18000µg/m3 acumulados se marcan con una cruz azul, indicando el incumplimiento del Valor Objectivo Protección Vegetación AOT40 > 6000 12000 10000 8000 ug/m3 6000 4000 2000 0 Figura 24: AOT40 del O3 en observaciones (valores puntuales) y en el modelo (patrón subya- cente). Celdas de modelo con valores > 6000µg/m3 acumulados se marcan con una cruz azul, indicando el incumplimiento del Objectivo a Largo Plazo Protección Vegetación 30
Incertidumbre para el VOPSH y OLPPSH del O3, MERD: 11.6 14 12 10 ERD 8 6 4 2 Figura 25: Valores ERD y MERD para la máxima diaria de las medias móviles octohorarias, en las que se basa el cálculo del Valor Objectivo Protección Saludo Humana (VOPSH) y el Objectivo a Largo Plazo Protección Salud (OLPPSH) del O3 Incertidumbre para el VOPV del O3, MERD: 30.2 40 35 30 25 ERD 20 15 10 5 Figura 26: Valores ERD y MERD para el Valor Objectivo Protección Vegetación del O3 31
Incertidumbre para el OLPPV del O3, MERD: 90.5 120 100 80 ERD 60 40 20 Figura 27: Valores ERD y MERD para el Objectivo a Largo Plazo Protección Vegetación O3 32
Cuadro 12: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VOPSH y OLPPSH del O3 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Vigo - Coia 0.14 Ponteareas 1.36 Lugo - Fingoy 1.38 Santiago San Caetano 2.26 Lalı́n 2.43 Vigo - Lope de Vega 2.6 Ourense - Gomez Franqueira 3.2 Pontevedra - Campolongo 4.2 Sur 4.2 Santiago - Campus 4.8 Centro Cı́vico 5.0 Magdalena 5.8 Fraga Redonda 7.0 Louseiras 7.1 Mourence 7.6 Oeste Estación 2 7.9 Xove 7.9 Campelo 8.1 A Cabana 8.2 Ferrol - Reina Sofı́a 8.7 Buscás 9.8 Laza 10.9 A Coruña - Torre Hércules 11.6 Xinzo de Limı́a 12.7 Paiosaco 15.7 San Vicente de Vigo 15.8 33
Cuadro 13: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el VOPV del O3 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Santiago - Campus 2.0 Magdalena 2.6 Louseiras 2.9 Lalı́n 3.3 Mourence 3.7 A Cabana 3.8 Laza 4.3 Santiago San Caetano 4.9 Buscás 9.3 San Vicente de Vigo 9.9 Fraga Redonda 10.6 Sur 11.3 Xove 12.5 Lugo - Fingoy 15.3 Paiosaco 15.9 Campelo 18.0 Xinzo de Limia 20.2 Ponteareas 20.5 Oeste Estación 2 21.6 Centro Cı́vico 22.3 A Coruña - Torre Hércules 22.4 Ourense - Gomez Franqueira 29.7 Vigo - Lope de Vega 30.2 Vigo - Coia 32.0 Ferrol - Reina Sofı́a 32.3 Pontevedra - Campolongo 40.5 34
Cuadro 14: Errores Relativos según Directiva (ERD, en %) para el OLPPV del O3 en orden ascendente, MERD en negrita Nombre de la estación ERD (en %) Santiago - Campus 6.1 Magdalena 7.7 Louseiras 8.8 Lalı́n 9.8 Mourence 11.0 A Cabana 11.3 Laza 12.9 Santiago - San Caetano 14.7 Buscás 28.9 San Vicente de Vigo 29.8 Fraga Redonda 31.7 Sur 33.9 Xove 37.6 Lugo - Fingoy 45.8 Paiosaco 47.6 Campelo 54.1 Xinzo de Limia 60.7 Ponteareas 61.6 Oeste Estación 2 64.7 Centro Cı́vico 66.9 A Coruña - Torre Hércules 67.1 Ourense - Gomez Franqueira 89.1 Vigo - Lope de Vega 90.5 Vigo - Coia 96.1 Ferrol - Reina Sofı́a 96.9 Pontevedra - Campolongo 121.5 35
9. Conclusiones Los resultados del presente informe muestran el cumplimiento de los valores lı́mite, valores objetivo y niveles crı́ticos establecidos en el apartado A del anexo I del RD 102/2011 para todos los contaminantes atmosféricos evaluados. Las superaciones de estos valores de referencia fueron puntuales y en menos ocasiones que las máximas permitidas por la legislación vigente. En el caso del SO2 , se reducen a tres estaciones, no se registró ninguna superación del N O2 , y en el caso de las partı́culas no se ha registrado ninguna superación de orı́gen antropogénica. Para el N Ox y O3 las superaciones son más frecuentes. Los umbrales crı́ticos establecidos en el Real Decreto se superan en 2 estaciones para el NCA del N Ox y en 15 estaciones para el OLPPSH del O3 . El cálculo de la incertidumbre del modelo se ha realizado teniendo en cuenta lo establecido en el apartado I.b del anexo V del RD 102/2011. Los resultados correspondientes indican que el modelo de predicción de la calidad del aire gestionado por MeteoGalicia generalmente se caracteriza por valores ERD favorables y que se puede usar para evaluar todos los indicadores establecidos por el Real Decreto, salvo el Valor Objectivo Protección Vegetación (VOPV) y el Objectivo a Largo Plazo Protección Vegetación (OLPPV). Esto se debe a una sobreestimación de los valores O3 horarios acumulados durante el dı́a; una limitación que se intentará superar en el futuro. Referencias Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire (BOE núm. 24 de 29/01/2011). Brands, S., and Coauthors, 2020: An exploratory performance assessment of the CHIME- RE model (version 2017r4) for the northwestern Iberian Peninsula and the summer season. Geoscientific Model Development Discussions, 2020, 1–37, doi:10.5194/gmd-2020-44, URL https://www.geosci-model-dev-discuss.net/gmd-2020-44/. Flemming, J., and Coauthors, 2015: Tropospheric chemistry in the integrated forecasting system of ECMWF. Geoscientific Model Development, 8 (4), 975–1003, doi:10.5194/ gmd-8-975-2015, URL https://www.geosci-model-dev.net/8/975/2015/. Guenther, A., T. Karl, P. Harley, C. Wiedinmyer, P. I. Palmer, and C. Geron, 2006: Estimates of global terrestrial isoprene emissions using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from nature). Atmospheric Chemistry and Physics, 6 (11), 3181–3210, doi:10.5194/ acp-6-3181-2006, URL https://www.atmos-chem-phys.net/6/3181/2006/. Janssens-Maenhout, G., and Coauthors, 2015: HTAP v2.2: a mosaic of regional and global emission grid maps for 2008 and 2010 to study hemispheric transport of air pollution. At- mospheric Chemistry and Physics, 15 (19), 11 411–11 432, doi:10.5194/acp-15-11411-2015, URL https://www.atmos-chem-phys.net/15/11411/2015/. Mailler, S., and Coauthors, 2017: CHIMERE-2017: from urban to hemispheric chemistry- transport modeling. Geoscientific Model Development, 10 (6), 2397–2423, doi:10.5194/ gmd-10-2397-2017, URL https://www.geosci-model-dev.net/10/2397/2017/. Skamarock, W., J. Klemp, J. Dudhia, D. Gill, D. Barker, W. Wang, and J. Powers, 2008: A description of the advanced research WRF version 3. NCAR Technical Note NCAR/TN–475+STR, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA. 126pp. 36
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