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

A simple electronic device to experiment with the Hopf bifurcation

We present a simple low-cost electronic circuit that is able to show two different dynamical regimens with oscillations of voltages and with constant values of them. This device is designed as a negative feedback three-node network, inspired in the genetic repressilator. The circuit's behavior is modeled by a system of differential equations which is studied in several different ways by applying the dynamical system formalism, making numerical simulations and constructing and measuring it experimentally. We find that the most important characteristics of the Hopf bifurcation can be found and controlled. Particularly, a resistor value plays the role of the bifurcation parameter, which can be easily varied experimentally. As a result, this system can be employed to introduce many aspects of a research in a real physical system, and it enables us to study one of the most important kinds of bifurcation.Fil: Rim, Daniela Noemí. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cremades, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Kaluza, Pablo Federico. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Orographic and convective gravity waves above the Alps and Andes mountains during GPS radio occultation events – a case study

The significant distortions introduced in the measured atmospheric gravity wavelengths by soundings other than in vertical and horizontal directions, are discussed as a function of elevation angle of the sounding path and the gravity waves aspect ratio. Under- or overestimation of real vertical wavelengths during the measurement process depends basically on the value of these two parameters. The consequences of these distortions on the calculation of the energy and vertical flux of horizontal momentum are analyzed and discussed in the context of two experimental limb satellite setups: GPS-LEO radio occultations and TIMED/SABER measurements. Possible discrepancies previously found between the momentum flux calculated from satellite temperature profiles, on site and from model simulations, may, to a certain degree, be attributed to these distortions. A recalculation of previous momentum flux climatologies based on these considerations seems to be a difficult goal.Fil: Hierro, Rodrigo Federico. Universidad Austral. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Steiner, Andrea K.. Universidad de Graz; AustriaFil: de la Torre, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Austral. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Alexander, Pedro Manfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Llamedo Soria, Pablo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Austral. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Cremades, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

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

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

Modelado regional de la calidad de aire utilizando el modelo WRF/Chem: implementación de datos globales y locales para Mendoza

El presente trabajo muestra los primeros resultados obtenidos en el modelado de la calidad de aire regional en Mendoza utilizando el modelo WRF/Chem, el cual posee la gran ventaja de resolver la meteorología y la química en forma acoplada. El modelo WRF/Chem fue configurado para representar correctamente la compleja orografía local (elevación de terreno de alta resolución SRTM3), caracterizar los tipos y usos de suelo en la región (LULC), e incorporar datos de emisión de contaminantes globales (RETRO y EDGAR) y locales (inventario GEAA). El área de estudio considerada abarca un dominio espacial de 160 km × 200 km centrado en la ciudad de Mendoza, con una resolución espacial de 4 km y un intervalo de tiempo de 24 segundos. Los resultados muestran que modificando la configuración por defecto de WRF/Chem para incorporar las características regionales de Mendoza se obtiene una descripción más detallada y resuelta de la evolución espacio-temporal de la pluma de contaminantes antropogénicos.The present work show preliminary results of WRF/Chem regional air quality modeling in Mendoza, Argentina, considering the coupling between chemistry and meteorology. The WRF/Chem model was configured to improve the description of the topographical complexity of Mendoza (high resolution SRTM3 terrain elevation data), to include a local classification of Land Use Land Cover (LULC) fields, and to incorporate both global (RETRO and EDGAR) and local (GEAA inventory) pollutants emissions. The studied area considers a 160 km × 200 km domain centered in the city of Mendoza, with a 4 km spatial resolution and a 24 seconds time step. The results show that when the default WRF/Chem configuration is modified to incorporate regional data, a greater resolution and detailed description of the pollutants plume spatial and temporal evolution is obtained.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Modelado regional de la calidad de aire utilizando el modelo WRF/Chem: implementación de datos globales y locales para Mendoza

El presente trabajo muestra los primeros resultados obtenidos en el modelado de la calidad de aire regional en Mendoza utilizando el modelo WRF/Chem, el cual posee la gran ventaja de resolver la meteorología y la química en forma acoplada. El modelo WRF/Chem fue configurado para representar correctamente la compleja orografía local (elevación de terreno de alta resolución SRTM3), caracterizar los tipos y usos de suelo en la región (LULC), e incorporar datos de emisión de contaminantes globales (RETRO y EDGAR) y locales (inventario GEAA). El área de estudio considerada abarca un dominio espacial de 160 km × 200 km centrado en la ciudad de Mendoza, con una resolución espacial de 4 km y un intervalo de tiempo de 24 segundos. Los resultados muestran que modificando la configuración por defecto de WRF/Chem para incorporar las características regionales de Mendoza se obtiene una descripción más detallada y resuelta de la evolución espacio-temporal de la pluma de contaminantes antropogénicos.The present work show preliminary results of WRF/Chem regional air quality modeling in Mendoza, Argentina, considering the coupling between chemistry and meteorology. The WRF/Chem model was configured to improve the description of the topographical complexity of Mendoza (high resolution SRTM3 terrain elevation data), to include a local classification of Land Use Land Cover (LULC) fields, and to incorporate both global (RETRO and EDGAR) and local (GEAA inventory) pollutants emissions. The studied area considers a 160 km × 200 km domain centered in the city of Mendoza, with a 4 km spatial resolution and a 24 seconds time step. The results show that when the default WRF/Chem configuration is modified to incorporate regional data, a greater resolution and detailed description of the pollutants plume spatial and temporal evolution is obtained.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Modelado regional de la calidad de aire utilizando el modelo WRF/Chem: implementación de datos globales y locales para Mendoza

El presente trabajo muestra los primeros resultados obtenidos en el modelado de la calidad de aire regional en Mendoza utilizando el modelo WRF/Chem, el cual posee la gran ventaja de resolver la meteorología y la química en forma acoplada. El modelo WRF/Chem fue configurado para representar correctamente la compleja orografía local (elevación de terreno de alta resolución SRTM3), caracterizar los tipos y usos de suelo en la región (LULC), e incorporar datos de emisión de contaminantes globales (RETRO y EDGAR) y locales (inventario GEAA). El área de estudio considerada abarca un dominio espacial de 160 km × 200 km centrado en la ciudad de Mendoza, con una resolución espacial de 4 km y un intervalo de tiempo de 24 segundos. Los resultados muestran que modificando la configuración por defecto de WRF/Chem para incorporar las características regionales de Mendoza se obtiene una descripción más detallada y resuelta de la evolución espacio-temporal de la pluma de contaminantes antropogénicos.The present work show preliminary results of WRF/Chem regional air quality modeling in Mendoza, Argentina, considering the coupling between chemistry and meteorology. The WRF/Chem model was configured to improve the description of the topographical complexity of Mendoza (high resolution SRTM3 terrain elevation data), to include a local classification of Land Use Land Cover (LULC) fields, and to incorporate both global (RETRO and EDGAR) and local (GEAA inventory) pollutants emissions. The studied area considers a 160 km × 200 km domain centered in the city of Mendoza, with a 4 km spatial resolution and a 24 seconds time step. The results show that when the default WRF/Chem configuration is modified to incorporate regional data, a greater resolution and detailed description of the pollutants plume spatial and temporal evolution is obtained.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estimación de un factor de riesgo de exposición a la contaminación urbana para la población de la ciudad de Buenos Aires

Un enfoque tradicional en la toma de decisiones para la mejora de la calidad de aire urbana está dirigido a la evaluación de concentraciones ambientales de contaminantes en un área de estudio. Sin embargo, es de interés para la generación de políticas ambientales la estimación de la población potencialmente afectada por diferentes fuentes de contaminación. En este trabajo se presenta una metodología para la estimación de un factor de riesgo de exposición para la población de la Ciudad de Buenos Aires (CBA) correspondiente a la evolución espacial y temporal de las emisiones de sus fuentes móviles y fijas. En tal sentido, se integró un modelo de emisión, un modelo de dispersión de contaminantes, Sistemas de Información Geográficos (SIG) y técnicas de exposición de población para caracterizar, espacialmente y en fina escala, la posible población en riesgo de dicho centro urbano.A traditional approach in air quality policy making is focused to the evaluation of ambient concentration of several pollutants in a study area. However, could be of interest for environmental planning to identify the potentially affected population by several pollutants. In this work we present a methodology to assess a risk exposure factor for the city of Buenos Aires due to temporal and spatial evolution of mobile and point sources. In that sense, an emission model, a pollutant dispersion model, Geographical Information Systems (GIS) and population exposure techniques were integrated to characterize spatially and in a fine scale, the potential risk in that urban center.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estimación de un factor de riesgo de exposición a la contaminación urbana para la población de la ciudad de Buenos Aires

Un enfoque tradicional en la toma de decisiones para la mejora de la calidad de aire urbana está dirigido a la evaluación de concentraciones ambientales de contaminantes en un área de estudio. Sin embargo, es de interés para la generación de políticas ambientales la estimación de la población potencialmente afectada por diferentes fuentes de contaminación. En este trabajo se presenta una metodología para la estimación de un factor de riesgo de exposición para la población de la Ciudad de Buenos Aires (CBA) correspondiente a la evolución espacial y temporal de las emisiones de sus fuentes móviles y fijas. En tal sentido, se integró un modelo de emisión, un modelo de dispersión de contaminantes, Sistemas de Información Geográficos (SIG) y técnicas de exposición de población para caracterizar, espacialmente y en fina escala, la posible población en riesgo de dicho centro urbano.A traditional approach in air quality policy making is focused to the evaluation of ambient concentration of several pollutants in a study area. However, could be of interest for environmental planning to identify the potentially affected population by several pollutants. In this work we present a methodology to assess a risk exposure factor for the city of Buenos Aires due to temporal and spatial evolution of mobile and point sources. In that sense, an emission model, a pollutant dispersion model, Geographical Information Systems (GIS) and population exposure techniques were integrated to characterize spatially and in a fine scale, the potential risk in that urban center.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES