Simulating silver iodine dispersion with WRF: hail suppression system analysis

The aim of this article is to study silver iodine (AgI) dispersion in Mendoza using the Weather Research and Forcasting model (WRF). Crystalline structure of AgI is similar to that of ice, allowing it to induce freezing by a process known as heterogeneous nucleation. Therefore, AgI is used to seed clouds in hail suppression systems. In particular, in Mendoza, cloud seeding is done through ground generators located in the western part of the province, were most storm cells are formed. The efficiency of this system has not been scientifically proven. This paper provides a methodology to include AgI sources in WRF in order to study its dispersion in the atmosphere. Because of the physical characteristics of ground generators, they are modeled as area sources using the Fire module of WRF. This module has been design to simulate biomass burning. We show how to simulate AgI generators through definition of a special fuel behavior model to use with WRF-Fire.Thorough dispersion modeling it is possible to see if AgI reaches storm cells. Furthermore, with simulation results it is possible to choose the best location for ground AgI generators. This paper shows simulation results for the hail suppression system currently working in Mendoza and for other possible scenarios using different locations for ground generators and different number of them.Fil: Cremades, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Allende, David Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; ArgentinaFil: Puliafito, Salvador Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; Argentin

The impact on air quality of PM10 emissions from the bus fleet of Buenos Aires City

Automobile transport in megacities poses serious problems in the area of sustainability and environmental security. In the City of Buenos Aires (CABA) it represents 37% of GHG emissions and is an important source of pollutants dangerous to human health. As such, it is an energy consumption sector targeted for the implementation of methods that allow for sustainable urban transport. At the same time, very few previous studies about transport vehicle emissions have utilized the PM10 as an indicator of environmental contamination, considering that the negative impact of this environmental contaminant on human health is widely studied. An emission model linked to an atmospheric dispersion model, statistically validated, were used to study different scenarios of emissions generated by diesel buses. It was observed that in a scenario of zero bus emissions (E0), PM10 immission (air concentrations) concentration in CABA is reduced by half. When studying the energy transition from diesel buses to electric energy, while the rest of the vehicle fleet was maintained at the expense of fossil fuels, the local immission concentration of PM10 in CABA was of the same magnitude of that which was obtained when simulating the (E0) scenario of only private vehicle fleet. This study is relevant in the evaluation of public policy on vehicle emission mitigation that seeks to reduce health risks from poor air quality and to develop a more progressively sustainable city. Article Highlights: Transition energy exclusively for buses could reduce PM10 immission values of CABA by 50%.Thermal energy needed to the energy transition does not significant impact the PM10 immission values on the local air quality.Electric buses could reduce the maximum PM10 immission value by half.Fil: Accorinti, Jesica. Agencia de Protección Ambiental; ArgentinaFil: Allende, David Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Puliafito, Salvador Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentin

Modeling of last eruption from Puyehue-Cordon Caulle volcanic complex

El presente trabajo está centrado en la utilización y validación del modelo Euleriano FALL3D para la simulación de la dispersión de aerosoles, durante la erupción del complejo volcánico Puyehue-Cordón Caulle, ocurrida el 4 de junio de 2011 a las 14:45 LT (18:45 UTC). Este modelo fue configurado para modelar la pluma de cenizas durante un período de 10 días a lo largo de 1200 km de extensión territorial. FALL3D obtuvo sus condiciones meteorológicas del modelo de mesoescala Weather Research and Forecasting (WRF). El empleo de un algoritmo para la detección de ceniza volcánica sobre imágenes satelitales, verificó la evolución de la pluma señalada por el modelo de dispersión y transporte. El buen acuerdo entre las comparaciones cuantitativas entre las simulaciones con las mediciones sugiere una adecuada aproximación de modelado y permite la aplicación futura de estas herramientas para el estudio de los efectos radiativos de aerosoles volcánicos.This paper focuses on the use and validation of FALL3D Eulerian model to simulate the dispersion of aerosols during the eruption of the Puyehue–Cordón Caulle Volcanic Complex which occurred on June 4 2011 at 14:45 LT (18:45 UTC). This was configured to model the ash plume over a period of 10 days over 1200 km downwind of the volcano. It obtained the meteorological conditions from Weather Research and Forecasting (WRF) model. A detection of volcanic ash method was applied on satellite images consequently It verified the plume evolution indicated by the transport and dispersion model. The good agreement between quantitative comparisons between simulations with measurements suggests an appropriate modeling approach and allows the future application of these tools to the study of the radiative effects of volcanic aerosols.Fil: Mulena, Gabriela Celeste. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; ArgentinaFil: Allende, David Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; ArgentinaFil: Puliafito, Salvador Enrique. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentin

Green Areas and Microscale Thermal Comfort in Arid Environments: A Case Study in Mendoza, Argentina

A series of mobile and stationary meteorological measurements were performed in the city of Mendoza, Argentina to study the local influence of green areas on the urban canopy layer heat island effect at the micro scale, during the Aus- tral summer of 2003-2005. These results were associated in representative local climate zones (LCZ), which helped to identify different thermal conditions within the city. The physiologically equivalent temperature index was used to de- termine the thermal comfort in each LCZ, showing that during daylight, trees and parks improve thermal comfort through shading and evapotranspiration; but at the same time, urban tree corridors delay night cooling by retaining warm air beneath their canopies. Also irrigation showed to positively influence on the extension and intensity of the cooling effect of rural areas and parks. The cooling influence of an urban park spreads out through the neighborhoods for 800 - 1000 m, with an average temperature decrease of 1.3°C during daytime and >4.0°C at nighttime.Fil: Puliafito, Salvador Enrique. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; ArgentinaFil: Bochaca, Fabian Rolando. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Allende, David Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernandez, Rafael Pedro. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentin

Inventario de emisiones de compuestos nitrogenados derivados de actividades agropecuarias en el Oasis Norte de la provincia de Mendoza

En este estudio se estimaron las emisiones de amoníaco, óxido nitroso y óxido nítrico producto de prácticas agrícolas y cría de animales en el Oasis Norte de la Provincia de Mendoza. Las emisiones de estos compuestos fueron estimadas utilizando las relaciones semiempíricas sugeridas en las directrices de EMEP/CORINAIR y las presentadas en las guías del IPCC. Se consideró el año 2006 como año base para la realización de los cálculos. Las emisiones anuales estimadas de NO, N2O y NH3 fueron de 87.5, 233.1 y 1370 toneladas respectivamente. Dichas emisiones se distribuyeron espacialmente utilizando una grilla cartesiana sobre mapas de uso del suelo obtenidos de un procesamiento multitemporal de imágenes satelitales Landsat. Finalmente, se compararon estos resultados con las emisiones de otras fuentes de origen antropogénico y se analizaron las incertidumbres.In this study, agro and food production ammonia, nitrous oxide and nitric oxide emissions were estimated for the Northern Oasis of the Mendoza Province. Emissions of these pollutants were calculated using the approach suggested by EMEP/CORINAIR methodologies. We used the year 2006 as a basis for the calculations. Total annual emissions for NO were estimates in 87.5 tons, 233.1 tons for N2O and 1370 tons for ammonia. All emissions were spatially distributes using a Cartesian grid over land use maps obtained by processing Landsat satellite images. Finally, the results were compared to emissions from other anthropogenic sources and the uncertainties were analyzed.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Transporte de aerosoles generados por erosión durante episodios de fuertes vientos: un estudio de modelado

Las áreas naturales áridas y semiáridas son fuentes de grandes cantidades de material particulado, el cual puede afectar severamente la calidad de aire en zonas urbanas. En este estudio, se utilizó el modelo regional acoplado WRF/Chem para investigar la variación espacial y temporal de aerosoles originada en la región centro oeste de Argentina durante dos episodios de viento zonda, caracterizado por fuertes ráfagas. El modelo fue validado meteorológicamente con mediciones de superficie y en altura del Servicio Meteorológico Nacional. Asimismo, la dispersión de polvo se comparó con mediciones de MODIS, por medio de la aplicación de un algoritmo de detección de polvo, evaluando la distribución espacial de la pluma. Los resultados obtenidos permiten estimar la contribución de las fuentes naturales de material particulado a la calidad de aire en centros urbanos.Fil: Allende, David Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Mulena, Celeste. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Cremades, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Puliafito, Salvador Enrique. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentin

Inventario de emisiones de compuestos nitrogenados derivados de actividades agropecuarias en el Oasis Norte de la provincia de Mendoza

En este estudio se estimaron las emisiones de amoníaco, óxido nitroso y óxido nítrico producto de prácticas agrícolas y cría de animales en el Oasis Norte de la Provincia de Mendoza. Las emisiones de estos compuestos fueron estimadas utilizando las relaciones semiempíricas sugeridas en las directrices de EMEP/CORINAIR y las presentadas en las guías del IPCC. Se consideró el año 2006 como año base para la realización de los cálculos. Las emisiones anuales estimadas de NO, N2O y NH3 fueron de 87.5, 233.1 y 1370 toneladas respectivamente. Dichas emisiones se distribuyeron espacialmente utilizando una grilla cartesiana sobre mapas de uso del suelo obtenidos de un procesamiento multitemporal de imágenes satelitales Landsat. Finalmente, se compararon estos resultados con las emisiones de otras fuentes de origen antropogénico y se analizaron las incertidumbres.In this study, agro and food production ammonia, nitrous oxide and nitric oxide emissions were estimated for the Northern Oasis of the Mendoza Province. Emissions of these pollutants were calculated using the approach suggested by EMEP/CORINAIR methodologies. We used the year 2006 as a basis for the calculations. Total annual emissions for NO were estimates in 87.5 tons, 233.1 tons for N2O and 1370 tons for ammonia. All emissions were spatially distributes using a Cartesian grid over land use maps obtained by processing Landsat satellite images. Finally, the results were compared to emissions from other anthropogenic sources and the uncertainties were analyzed.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Integración de modelos para la estimación del impacto en la calidad de aire de la quema de biomasa en el norte argentino

Este trabajo pretende evaluar el impacto sobre la calidad de aire de las emisiones por quema de biomasa, en el Norte argentino. La información de ubicación de los focos de incendios se obtuvo del instrumento MODIS, abordo de las plataformas Terra y Aqua, con una disponibilidad temporal de hasta 4 imágenes por día. Se utilizó la base de datos de uso de suelo de GLOBCOVER 2009 para la estimación de la cantidad de biomasa disponible para la quema. Las estimaciones de consumo de combustible y factores de emisión surgieron de la literatura. La evaluación del transporte e impacto de las emisiones resultantes, se hizo utilizando el modelo de calidad de aire CALPUFF, al cual se le incorporaron pronósticos meteorológicos obtenidos con el modelo regional WRF. Finalmente, se compararon los resultados obtenidos con valores reportados por mediciones satelitales obtenidas con el instrumento TES.This work aims at evaluating the impact that biomass burning has over air quality, in northern Argentina. We used MODIS fire product to get fires location. MODIS, on board Terra and Aqua satellites, offers up to 4 images a day. We used GLOBCOVER 2009 land-use information for estimating the biomass available for burning. We took fuel parameters and emission factors from literature. We used CALPUFF air quality model for modeling emissions impact over the area under study. The model was setup with WRF meteorological prognostics. Finally, results were compared with satellite measurements from TES instrument.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Modelación del verde urbano en la ciudad de Mendoza y su relación con las variaciones de temperatura y humedad

Los complejos y dinámicos procesos de crecimiento urbano, que dan como resultado la aparición del efecto de isla de calor e isla seca, requieren desarrollar estudios que no solo identifiquen y describan estos fenómenos, sino que, por el contrario, permitan adelantarse a estos sucesos, en especial en ambientes con climas desérticos. Este trabajo abarca la modelación del comportamiento de la humedad relativa y del movimiento de masas de aire caliente de sectores vegetados en la ciudad de Mendoza. Esta investigación no solo muestra un nuevo enfoque en lo concerniente a la modelación de las variaciones climáticas urbanas de temperatura y humedad relacionada con las áreas verdes a través de la simulación de diferentes escenarios urbanos, sino que, intenta contribuir en la construcción de una idea conceptual que explique las principales interacciones entre los elementos vegetados y construidos en el desarrollo de los efectos de isla de calor e isla seca.The complex and dynamic urban growth processes, which originate the heat island and dry island effect, require the development of studies which not only identify and describe these phenomena, but that also allow the forecast of these events, specially in arid environments. This study covers the modelling of the relative humidity behaviour and the air temperature of vegetated sectors in the city of Mendoza. The accomplished analysis not only shows a new focus on the modelling of urban climate variations of temperature and humidity related with green areas through the simulation of various urban sceneries, but also intends to contribute to the construction of a conceptual idea that explains the principal interaction between vegetated and built areas throughout the development of the heat island and dry island effects.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Mitigación de la isla de calor urbana en ciudades de zonas áridas

A partir de mediciones meteorológicas fijas y móviles realizadas en la ciudad de Mendoza se mostró que los árboles y parques mejoran el confort térmico por efecto de la sombra y la evapotranspiración durante el día; pero al mismo tiempo, las calles arboladas retrasan el enfriamiento nocturno por retención de aire caliente debajo de sus copas. No obstante, el balance de confort térmico día-noche es favorable. La extensión del efecto de enfriamiento del parque se extiende hasta unos 800 a 1.000 m hacia su entorno, con una disminución de la temperatura promedio de 1,3 ºC durante el día y más de 4,0 ºC por la noche.Fixed and mobile meteorological measurements performed in the city of Mendoza showed that trees and parks improve thermal comfort by shade and evapotranspiration during the day, but at the same time, trees delays night cooling by retaining hot air under their canopy. However, the balance of day-night thermal comfort is favorable. The cooling effect of parks extends up to 800 to 1000m, to the surroundings reaching an average temperature decrease of 1.3°C during the day and more than 4.0°C at night.Fil: Puliafito, Salvador Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Bochaca, Fabian Rolando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; ArgentinaFil: Allende, David Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mendoza; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional de Mendoza; Argentin