Los modelos de dispersión atmosférica son programas informáticos que utilizan algoritmos matemáticos para simular cómo se dispersan los contaminantes en la atmósfera ambiental y, en algunos casos, cómo reaccionan en la atmósfera.
Modelos de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
Muchos de los modelos de dispersión desarrollados o aceptados para su uso por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (US EPA) también se aceptan para su uso en muchos otros países. Esos modelos de la EPA se agrupan a continuación en cuatro categorías.
Modelos preferidos y recomendados.
AERMOD : un modelo de dispersión atmosférica basado en la estructura de turbulencia de la capa límite atmosférica y conceptos de escala, incluido el tratamiento de múltiples fuentes puntuales , de área y de volumen a nivel del suelo y elevadas . Maneja terrenos planos o complejos, rurales o urbanos e incluye algoritmos para efectos de construcción y penetración de penachos de inversiones en altura. Utiliza dispersión gaussiana para condiciones atmosféricas estables (es decir, baja turbulencia) y dispersión no gaussiana para condiciones inestables (alta turbulencia). También se incluyen en el modelo algoritmos para el agotamiento de la pluma por deposición húmeda y seca . Este modelo estuvo en desarrollo durante aproximadamente 14 años antes de ser aceptado oficialmente por la EPA de EE. UU.
Resultado de una simulación de dispersión atmosférica utilizando AERMOD.
CALPUFF : un modelo de dispersión de soplos en estado no estacionario que simula los efectos de las condiciones meteorológicas que varían en el tiempo y el espacio sobre el transporte, la transformación y la eliminación de la contaminación. CALPUFF se puede aplicar para transporte de largo alcance y para terrenos complejos.
CAL3QHC y CAL3QHCR: CAL3QHC es un modelo basado en CALINE3 con cálculos de colas y un modelo de tráfico para calcular retrasos y colas que ocurren en las intersecciones señalizadas. CAL3QHCR es una versión más refinada basada en CAL3QHC que requiere datos meteorológicos locales.
CTDMPLUS: un modelo complejo de dispersión del terreno (CTDM) más algoritmos para situaciones inestables (es decir, condiciones atmosféricas altamente turbulentas). Es un modelo gaussiano refinado de calidad del aire de fuente puntual para uso en todas las condiciones de estabilidad (es decir, todas las condiciones de turbulencia atmosférica) para terrenos complejos.
OCD: el modelo de dispersión costera y marina (OCD) es un modelo gaussiano desarrollado para determinar el impacto de las emisiones marinas procedentes de fuentes puntuales, área o lineales sobre la calidad del aire de las regiones costeras. Incorpora el transporte y la dispersión de la pluma sobre el agua, así como los cambios que se producen cuando la pluma cruza la costa.
Modelos alternativos
ADAM: el modelo de evaluación de dispersión de la fuerza aérea (ADAM) es un modelo de caja modificado y de dispersión gaussiana que incorpora termodinámica, química, transferencia de calor, carga de aerosoles y efectos de gases densos .
ADMS 5 – Sistema de modelado de dispersión atmosférica (ADMS 5) es un modelo de dispersión avanzado desarrollado en el Reino Unido para calcular concentraciones de contaminantes emitidos tanto de forma continua desde fuentes puntuales, lineales, volumétricas y de área, como de forma discreta desde fuentes puntuales.
DEGADIS – Dispersión de gases densos (DEGADIS) es un modelo que simula la dispersión a nivel del suelo de nubes fuente de área de gases o aerosoles más densos que el aire liberados con impulso cero a la atmósfera sobre un terreno plano y nivelado.
HGSYSTEM: una colección de programas informáticos desarrollados por Shell Research Ltd. y diseñados para predecir el término fuente y la dispersión posterior de liberaciones químicas accidentales con énfasis en el comportamiento de los gases densos.
HOTMAC y RAPTAD: HOTMAC es un modelo para el pronóstico del tiempo que se utiliza junto con RAPTAD, que es un modelo de soplo para el transporte y la dispersión de contaminantes. Estos modelos se utilizan para terrenos complejos, regiones costeras, áreas urbanas y alrededor de edificios donde otros modelos fallan.
HYROAD – El modelo de carretera híbrida integra tres módulos individuales que simulan las emisiones contaminantes del tráfico vehicular y la dispersión de esas emisiones. El módulo de dispersión es un modelo de soplo que determina concentraciones de monóxido de carbono (CO) u otros contaminantes gaseosos y partículas (PM) de las emisiones de vehículos en receptores dentro de 500 metros de las intersecciones de la carretera.
ISC3 : modelo gaussiano utilizado para evaluar concentraciones de contaminantes de una amplia variedad de fuentes asociadas con un complejo industrial. Este modelo tiene en cuenta: sedimentación y deposición seca de partículas; lavado descendente; fuentes puntuales, de área, lineales y de volumen; aumento del penacho en función de la distancia a favor del viento; separación de fuentes puntuales; y ajuste limitado del terreno. ISC3 opera tanto en modo a corto como a largo plazo.
OBODM: un modelo para evaluar los impactos en la calidad del aire de la quema y detonación a cielo abierto (OB/OD) de municiones obsoletas y propulsores sólidos. Utiliza algoritmos de dispersión y deposición tomados de modelos existentes para fuentes instantáneas y cuasicontinuas para predecir el transporte y la dispersión de contaminantes liberados por las operaciones de detonación y quema a cielo abierto.
PANACHE – Fluidyn-PANACHE es un modelo tridimensional de mecánica de fluidos de volumen finito euleriano (y lagrangiano para partículas) diseñado para simular la dispersión continua y de corto plazo de contaminantes en la atmósfera, en terreno simple o complejo.
PLUVUEII: modelo que estima la degradación de la visibilidad atmosférica y la decoloración atmosférica causada por columnas resultantes de las emisiones de partículas, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre. El modelo predice el transporte, la dispersión, las reacciones químicas, los efectos ópticos y la deposición superficial de dichas emisiones desde un único punto o fuente de área.
SCIPUFF [1] – Un modelo de dispersión de bocanadas que utiliza una colección de bocanadas gaussianas para predecir concentraciones de contaminantes tridimensionales y dependientes del tiempo. Además del valor de concentración promedio, SCIPUFF predice la variación estadística en las concentraciones resultantes de las fluctuaciones aleatorias del viento.
SDM: el modelo de dispersión costera (SDM) es un modelo de dispersión gaussiano que se utiliza para determinar las concentraciones a nivel del suelo de emisiones de fuentes puntuales estacionarias altas cerca de la costa.
LOSA: modelo para emisiones de penachos gaseosos más densos que el aire que utiliza las ecuaciones unidimensionales de momento, conservación de masa y energía y la ecuación de estado. SLAB maneja emisiones de fuentes puntuales a nivel del suelo, emisiones de chorros elevados, emisiones de fuentes de volumen y emisiones de la evaporación de charcos de derrames de líquidos volátiles.
Modelos de cribado
Estos son modelos que a menudo se utilizan antes de aplicar un modelo refinado de calidad del aire para determinar si es necesario un modelado refinado.
AERSCREEN: la versión de proyección de AERMOD. Produce estimaciones de concentraciones, sin necesidad de datos meteorológicos, iguales o superiores a las estimaciones producidas por AERMOD con un conjunto completo de datos meteorológicos. La EPA de EE. UU. publicó la versión 11060 de AERSCREEN el 11 de marzo de 2010 con una actualización posterior, la versión 11076, el 17 de marzo de 2010. La EPA de EE. UU. publicó el "Memorando de aclaración sobre AERSCREEN como modelo de detección recomendado" el 11 de abril de 2011. [2]
CTSCREEN: la versión de detección de CTDMPLUS.
SCREEN3: la versión de proyección de ISC3.
TSCREEN – El modelo de detección de tóxicos (TSCREEN) es un modelo gaussiano para detectar emisiones de contaminantes tóxicos del aire y su posterior dispersión a partir de posibles liberaciones en sitios superfund . Contiene 3 módulos: SCREEN3, PUFF y RVD (Descarga de válvula de alivio).
VALLE: un modelo de dispersión gaussiana de detección, terreno complejo, para estimar concentraciones anuales o de 24 horas resultantes de hasta 50 fuentes de emisión puntuales y de área.
COMPLEJO1: un modelo de detección de fuentes puntuales múltiples con ajuste del terreno que utiliza el algoritmo de impactación de la pluma del modelo VALLE.
RTDM3.2: el modelo de difusión en terreno accidentado (RTDM3.2) es un modelo gaussiano para estimar concentraciones a nivel del suelo de una o más fuentes puntuales ubicadas conjuntamente en terreno accidentado (o plano).
VISCREEN: modelo que calcula el impacto de emisiones específicas para condiciones específicas de transporte y dispersión.
Fotoquímicomodelos
Los modelos fotoquímicos de calidad del aire se han convertido en herramientas ampliamente utilizadas para evaluar la eficacia de las estrategias de control adoptadas por las agencias reguladoras. Estos modelos son modelos de calidad del aire a gran escala que simulan los cambios de concentraciones de contaminantes en la atmósfera caracterizando los procesos químicos y físicos en la atmósfera. Estos modelos se aplican en múltiples escalas geográficas que van desde local y regional hasta nacional y global.
Models-3/CMAQ: la última versión del modelo comunitario de calidad del aire a múltiples escalas (CMAQ) tiene capacidades de vanguardia para realizar simulaciones a escala urbana y regional de múltiples problemas de calidad del aire, incluido el ozono troposférico, las partículas finas, tóxicos, deposición ácida y degradación de la visibilidad.
CAMx: el modelo integral de calidad del aire con extensiones (CAMx) simula la calidad del aire en muchas escalas geográficas. Maneja una variedad de contaminantes inertes y químicamente activos, incluido el ozono, partículas, PM2.5/PM10 inorgánicos y orgánicos, y mercurio y otros tóxicos.
REMSAD – El sistema de modelado regional para aerosoles y deposiciones (REMSAD) calcula las concentraciones de contaminantes tanto inertes como químicamente reactivos simulando los procesos atmosféricos que afectan las concentraciones de contaminantes a escalas regionales. Incluye procesos relevantes para la neblina regional, las partículas y otros contaminantes transportados por el aire, incluidos los componentes ácidos solubles y el mercurio.
UAM-V: el modelo de cuenca atmosférica urbana fue un esfuerzo pionero en el modelado fotoquímico de la calidad del aire a principios de la década de 1970 y se ha utilizado ampliamente para estudios de calidad del aire centrados en el ozono.
Otros modelos desarrollados en Estados Unidos
Mapa HYSPLIT 2016
CHARM – Un modelo capaz de simular la dispersión de tóxicos y partículas. Puede calcular los impactos de la radiación térmica de los incendios, las sobrepresiones de fallas mecánicas y explosiones, y la radiación nuclear de las emisiones de radionúclidos. CHARM es capaz de manejar los efectos de terrenos y edificios complejos. Están disponibles una versión de detección de hojaldre lagrangiana y una versión euleriana de función completa. Más información está disponible aquí.
HYSPLIT : modelo híbrido de trayectoria integrada lagrangiana de partícula única. Desarrollado en el Laboratorio de Recursos del Aire de la NOAA. El modelo HYSPLIT es un sistema completo para calcular trayectorias de paquetes de aire simples hasta simulaciones complejas de dispersión y deposición. Más información sobre este modelo se puede encontrar en [1]
PUFF-PLUME : modelo gaussiano de dispersión química/radionúclida que incluye deposición húmeda y seca, entrada en tiempo real de observaciones y pronósticos meteorológicos, estimaciones de dosis por inhalación y brillo gamma, y modos de dispersión de bocanadas o penachos. Es el modelo principal para uso en respuesta de emergencia a liberaciones atmosféricas de materiales radiactivos en el sitio del río Savannah del Departamento de Energía de los Estados Unidos . Fue desarrollado por primera vez por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) en la década de 1970.
Modelo Puff : Puff es un modelo de seguimiento de cenizas volcánicas desarrollado en la Universidad de Alaska Fairbanks . Requiere datos del campo de viento de la PNT en una cuadrícula geográfica que cubra el área sobre la cual se pueden dispersar las cenizas. Las partículas de ceniza representativas se inician en la ubicación del volcán y luego se les permite advectarse, difundirse y asentarse dentro de la atmósfera. La ubicación de las partículas en cualquier momento después de la erupción se puede ver utilizando el software de posprocesamiento incluido con el modelo. Los datos de salida están en formato netCDF y también se pueden ver con una variedad de software. Más información sobre el modelo está disponible aquí.
Modelos desarrollados en el Reino Unido.
ADMS-5 – Consulte la descripción de este modelo en la sección de modelos alternativos de los modelos aceptados por la EPA de EE. UU.
ADMS-URBAN: un modelo para simular la dispersión en escalas que van desde una escala de calle hasta una escala de ciudad o condado, manejando las fuentes de emisión más relevantes, como el tráfico, las fuentes industriales, comerciales y domésticas. También se utiliza para la gestión de la calidad del aire y las evaluaciones de la calidad del aire actual y futura en comparación con los estándares nacionales y regionales en Europa y otros lugares.
ADMS-Roads: un modelo para simular la dispersión de emisiones contaminantes vehiculares de pequeñas redes de carreteras en combinación con emisiones de plantas industriales. Maneja múltiples fuentes de carreteras, así como múltiples fuentes de emisiones puntuales, lineales o de área, y el funcionamiento del modelo es similar a los otros modelos ADMS.
ADMS-Screen: un modelo de detección para una evaluación rápida del impacto en la calidad del aire de una sola chimenea industrial para determinar si se necesita un modelado más detallado. Combina los algoritmos de modelado de dispersión de los modelos ADMS con una interfaz de usuario que requiere datos de entrada mínimos.
GASTAR: un modelo para simular liberaciones accidentales de gases inflamables y tóxicos más densos que el aire. Maneja liberaciones instantáneas y continuas, liberaciones provenientes de fuentes de chorro, liberaciones por evaporación de charcos de líquidos volátiles, pendientes variables del terreno y rugosidades del terreno, obstáculos como cercas y edificios, y liberaciones variables en el tiempo.
NOMBRE : el entorno de modelado numérico de dispersión atmosférica (NOMBRE) es un modelo de escala local a global desarrollado por la Oficina Meteorológica del Reino Unido . Se utiliza para: pronóstico de la calidad del aire, dispersión de la contaminación del aire y lluvia ácida; seguimiento de emisiones radiactivas y descargas de cenizas volcánicas; análisis de emisiones accidentales de contaminantes al aire y asistencia en respuestas de emergencia; y análisis de impacto ambiental a largo plazo. Es un modelo integrado que incluye modelado de dispersión de capa límite.
UDM: el modelo de dispersión urbana es un modelo basado en soplos gaussianos para predecir la dispersión de contaminantes atmosféricos en el rango de 10 ma 25 km en todo el entorno urbano. Está desarrollado por el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa del Ministerio de Defensa del Reino Unido. Maneja emisiones instantáneas, continuas y en piscinas, y puede modelar gases, partículas y líquidos. El modelo tiene una estructura de tres regímenes: el de edificio único (densidad de área < 5%), el de matriz urbana (densidad de área > 5%) y el abierto. El modelo se puede combinar con el modelo estadounidense SCIPUFF para reemplazar el régimen abierto y ampliar el rango de predicción del modelo.
Modelos desarrollados en Europa continental
El Centro Temático Europeo sobre el Aire y el Cambio Climático, que forma parte de la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA), mantiene un Sistema de Documentación Modelo (MDS) en línea que incluye descripciones y otra información para casi todos los modelos de dispersión desarrollados por los países de Europa. . El MDS actualmente (julio de 2012) contiene 142 modelos, la mayoría desarrollados en Europa. De esos 142 modelos, algunos fueron seleccionados subjetivamente para su inclusión aquí. Cualquier persona interesada en ver la MDS completa puede acceder aquí.
Algunos de los modelos europeos enumerados en el MDS son de dominio público y otros no. Muchos de ellos incluyen un módulo de preprocesador para la entrada de datos meteorológicos y de otro tipo, y muchos también incluyen un módulo de posprocesador para representar gráficamente los datos de salida y/o trazar en mapas el área afectada por los contaminantes del aire.
El país de origen se incluye para cada uno de los modelos europeos que se enumeran a continuación.
AEROPOL (Estonia) – El modelo AERO-POLlution desarrollado en el Observatorio de Tartu en Estonia es un modelo de penacho gaussiano para simular la dispersión de penachos continuos y flotantes desde fuentes estacionarias puntuales, lineales y de área sobre terreno plano a escala local y regional. Incluye el agotamiento de la pluma por deposición húmeda y/o seca, así como los efectos de los edificios en el recorrido de la pluma.
Airviro Gauss (Suecia): un modelo de dispersión gaussiana que maneja fuentes puntuales, de carreteras, de áreas y de cuadrícula desarrollado por SMHI . Las columnas siguen trayectorias de un modelo de viento y cada columna tiene un límite que depende de la velocidad del viento. El modelo también admite cuadrículas de cálculo irregulares.
Airviro Grid (Suecia): un modelo euleriano simplificado desarrollado por SMHI . Puede manejar fuentes puntuales, de carreteras, de áreas y de cuadrícula. Incluye deposición y sedimentación seca y húmeda.
Airviro Heavy Gas (Suecia): un modelo para la dispersión de gases pesados desarrollado por SMHI .
Modelo de receptor Airviro (Suecia): un modelo de dispersión inversa desarrollado por SMHI . Se utiliza para encontrar fuentes de emisión.
ATSTEP (Alemania) – Modelo gaussiano de dispersión y deposición de soplos utilizado en el sistema de apoyo a la decisión RODOS (apoyo a la decisión en línea en tiempo real) para la gestión de emergencias nucleares. RODOS está operativo en Alemania a través de la Oficina Federal de Protección Radiológica (BfS) y en pruebas operativas en muchos otros países europeos. Más información sobre RODOS está disponible aquí y sobre el modelo ATSTEP aquí.
AUSTAL2000 (Alemania) – El modelo oficial de dispersión en el aire que la Agencia Federal Alemana de Medio Ambiente utilizará en los permisos de fuentes industriales. El modelo tiene en cuenta fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen de columnas flotantes. Tiene capacidades para efectos de construcción, terreno complejo, agotamiento de penachos por deposición húmeda o seca y reacciones químicas de primer orden. Se basa en el modelo LASAT desarrollado por Ingenieurbüro Janicke Gesellschaft für Umweltphysik.
BUO-FMI (Finlandia) – Este modelo fue desarrollado por el Instituto Meteorológico de Finlandia (FMI) específicamente para estimar la dispersión atmosférica de columnas de gases y partículas neutras o flotantes emitidas por incendios en almacenes y almacenes de productos químicos. Es un híbrido de un modelo de pluma gaussiana a escala local y otro tipo de modelo. Se incluye el agotamiento de la pluma por deposición seca, pero no la deposición húmeda.
CAR-FMI (Finlandia) – Este modelo fue desarrollado por el Instituto Meteorológico Finlandés (FMI) para evaluar la dispersión atmosférica y la transformación química de las emisiones vehiculares de gases inertes (CO, NOx) y reactivos (NO, NO 2 , O 3 ) de un Red viaria de fuentes lineales a escala local. Es un modelo de fuente lineal gaussiana que incluye una solución analítica para el ciclo químico NO-O 3 -NO 2 .
CAR-International (Países Bajos): el cálculo de la contaminación del aire provocada por el tráfico rodado (CAR-International) es un modelo de dispersión atmosférica desarrollado por la Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada . Se utiliza para simular la dispersión de las emisiones vehiculares del tráfico rodado.
DIPCOT (Grecia) – La dispersión sobre terreno complejo (DIPCOT) es un modelo desarrollado en el Centro Nacional de Investigación Científica "DEMOKRITOS" de Grecia que simula la dispersión de columnas flotantes desde múltiples fuentes puntuales sobre terreno complejo a escala local y regional. No incluye deposición húmeda ni reacciones químicas.
DISPERSIÓN21 (Suecia) – Este modelo fue desarrollado por el Instituto Meteorológico e Hidrológico Sueco (SMHI) para evaluar las emisiones de contaminantes atmosféricos de fuentes industriales o urbanas existentes o planificadas a escala local. Es un modelo de pluma gaussiana para fuentes de tráfico puntual, área, lineal y vehicular. Incluye la penetración de penachos de inversiones en altura, efectos de construcción, química de NOx y puede manejar cañones callejeros. No incluye la deposición húmeda o seca, la química atmosférica compleja ni los efectos del terreno complejo.
DISPLAY-2 (Grecia) – Un modelo de dispersión de nubes de vapor para columnas de contaminación neutras o más densas que el aire sobre terreno irregular y obstruido a escala local. Se adapta a liberaciones en chorro así como liberaciones de dos fases (es decir, mezclas de líquido y vapor). Este modelo también fue desarrollado en el Centro Nacional de Investigaciones Científicas "DEMOKRITOS" de Grecia.
EK100W (Polonia): modelo de pluma gaussiana utilizado para evaluaciones de impacto en la calidad del aire de contaminantes procedentes de fuentes puntuales industriales, así como para estudios de calidad del aire urbano a escala local. Incluye deposición húmeda y seca. No se incluyen los efectos del terreno complejo.
FARM (Italia) – El Modelo Regional Flexible de Calidad del Aire (FARM) es un modelo Euleriano de múltiples redes para la dispersión, transformación y deposición de contaminantes en el aire en fases gaseosas y aerosoles, incluidos fotooxidantes, aerosoles, metales pesados y otros tóxicos. Es adecuado para estudios de casos, evaluaciones de la calidad del aire, análisis de escenarios y pronósticos de contaminantes.
FLEXPART (Austria/Alemania/Noruega): un modelo de difusión y transporte de partículas lagrangianas eficiente y flexible para aplicaciones regionales a globales, con capacidad para modo directo y inverso. Disponible de forma gratuita. Desarrollado en BOKU Viena , Universidad Técnica de Munich y NILU .
GRAL (Austria) – El modelo GRAz Lagrangiano se desarrolló inicialmente en la Universidad Tecnológica de Graz y es un modelo de dispersión para penachos flotantes procedentes de múltiples puntos, líneas, áreas y portales de túneles. Maneja terrenos planos o complejos (modelo de campo de flujo de pronóstico de mesoescala), incluidos los efectos de construcción (modelo de campo de flujo de pronóstico de microescala), pero no tiene capacidades químicas. El modelo está disponible gratuitamente: http://lampz.tugraz.at/~gral/
HAVAR (República Checa) – Un modelo de penacho gaussiano integrado con un modelo de soplo y un modelo híbrido de penacho-soplo, desarrollado por la Academia Checa de Ciencias , está destinado a emisiones rutinarias y/o accidentales de radionucleidos desde fuentes puntuales únicas dentro de plantas de energía nuclear. . El modelo incluye el agotamiento de la pluma radiactiva por deposición seca y húmeda, así como por desintegración radiactiva . Para la desintegración de algunos nucleidos, se tiene en cuenta la creación de productos hijos que luego crecen hasta formar la columna.
IFDM (Bélgica) – El modelo de distribución de frecuencia de inmisión, desarrollado en el Instituto Flamenco de Investigación Tecnológica (VITO), es un modelo de dispersión gaussiano utilizado para fuentes puntuales y de área que se dispersan sobre terreno plano a escala local. El modelo incluye el agotamiento de la pluma por deposición seca o húmeda y se ha actualizado para abordar los efectos de la construcción y la química del O 3 -NOx. No está diseñado para terrenos complejos u otros contaminantes químicamente reactivos.
INPUFF-U (Rumania) – Este modelo fue desarrollado por el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología en Bucarest, Rumania. Es un modelo de soplo gaussiano para calcular la dispersión de radionucleidos a partir de penachos de emisiones pasivas desde una escala local a urbana. Puede simular liberaciones accidentales o continuas de fuentes puntuales fijas o móviles. Incluye deposición húmeda y seca. No se incluyen los efectos de la construcción, los efectos de la flotabilidad, las reacciones químicas ni los efectos del terreno complejo.
LAPMOD (Italia): el sistema de modelado LAPMOD (LAgrangian Particle MODel) es desarrollado por Enviroware y está disponible de forma gratuita. [3] LAPMOD es un modelo de partículas lagrangianas totalmente acoplado al modelo meteorológico de diagnóstico CALMET y puede utilizarse para simular la dispersión de contaminantes inertes, así como olores y sustancias radiactivas. Incluye algoritmos de deposición seca y húmeda y esquemas numéricos avanzados para el aumento del penacho (Janicke y Janicke, Webster y Thomson). Puede simular contaminantes inertes, olores y sustancias radiactivas y forma parte de ARIES, el sistema de modelado oficial italiano para emergencias nucleares operado por ISPRA y por la agencia regional de protección ambiental de Emilia-Romaña, Italia.
MATCH (Suecia) – Un sistema de química y transporte atmosférico a múltiples escalas (MATCH). Un modelo tridimensional, euleriano, adecuado desde la escala urbana hasta la global. [4] [5]
MEMO (Grecia): un modelo de mesoescala de pronóstico no hidrostático euleriano para la simulación del flujo del viento. Fue desarrollado por la Universidad Aristóteles de Tesalónica en colaboración con la Universität Karlsruhe . Este modelo está diseñado para describir fenómenos de transporte atmosférico en la escala local a regional, a menudo denominados modelos de contaminación del aire de mesoescala.
MERCURE (Francia): un código CFD de modelado de dispersión atmosférica desarrollado por Electricité de France (EDF) y distribuido por ARIA Technologies, una empresa francesa. El código es una versión del software CFD ESTET, desarrollado por el Laboratoire National d'Hydraulique de EDF.
MODIM (República Eslovaca): modelo para calcular la dispersión de penachos continuos, neutros o flotantes a escala local y regional. Integra un modelo de pluma gaussiana para fuentes puntuales y de área únicas o múltiples con un modelo numérico para fuentes lineales, redes de calles y cañones de calles. Está destinado a fines regulatorios y de planificación.
MSS (Francia) – Micro-swift-spray es un modelo de partículas lagrangianas utilizado para predecir el transporte y la dispersión de contaminantes en entornos urbanos. La parte SWIFT de este modelo predice un campo de viento de masa consistente que considera el terreno; condiciones de no penetración para los límites de la construcción; Zonas oscilantes para recirculación, separación de bordes y techos; y turbulencias de fondo y generadas localmente. La parte de pulverización de la herramienta se encarga de la dispersión de gases pasivos, gases densos y partículas. Spray también tiene en cuenta los efectos de flotabilidad del penacho, las deposiciones húmedas y secas, y calcula campos de presión a microescala para su integración con modelos de construcción. El equipo de desarrollo de MSS se encuentra en ARIA Technologies (Francia) y las actividades de integración en EE. UU. están dirigidas por Leidos. Las pruebas de validación de MSS se realizaron junto con las versiones de herramientas JEM y HPAC y el modelo se combina con SCIPUFF/UDM para crear una capacidad de dispersión anidada dentro de HPAC. Para obtener más información sobre MSS, consulte http://www.aria.fr.
MUSE (Grecia) – Un modelo fotoquímico de dispersión atmosférica desarrollado por el profesor Nicolas Moussiopoulos de la Universidad Aristóteles de Tesalónica en Grecia. Está destinado al estudio de la formación de smog fotoquímico en áreas urbanas y a la evaluación de estrategias de control a escala local y regional. Puede simular la deposición seca y la transformación de contaminantes y puede tratarse utilizando cualquier mecanismo de reacción química adecuado.
OML (Dinamarca): modelo para cálculos de dispersión de penachos neutros o flotantes continuos procedentes de fuentes puntuales y de área, únicas o múltiples, estacionarias. Tiene algunos métodos simples para manejar la fotoquímica (principalmente para NO 2 ) y para manejar terrenos complejos. El modelo fue desarrollado por el Instituto Nacional de Investigación Ambiental de Dinamarca . Ahora lo mantiene el Departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad de Aarhus . Para obtener más información, consulte también: página de inicio de OML
ONM9440 (Austria): modelo de dispersión gaussiana para columnas continuas y flotantes de fuentes estacionarias para uso en áreas de terreno plano. Incluye el agotamiento de la pluma por deposición seca de partículas sólidas.
OSPM (Dinamarca) – El modelo operativo de contaminación de las calles (OSPM) es un modelo práctico de contaminación de las calles, desarrollado por el Instituto Nacional de Investigación Ambiental de Dinamarca . Ahora lo mantiene el Departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad de Aarhus . Durante casi 20 años, OSPM se ha utilizado habitualmente en muchos países para estudiar la contaminación del tráfico, realizar análisis de mediciones de campañas de campo, estudiar la eficiencia de las estrategias de reducción de la contaminación, realizar evaluaciones de exposición y como referencia en comparaciones con otros modelos. OSPM generalmente se considera lo último en modelización aplicada de la contaminación de las calles. Para obtener más información, consulte también: página de inicio de OSPM
PANACHE (Francia) – fluidyn-PANACHE es un paquete de software de dinámica de fluidos autónomo totalmente en 3D diseñado para simular la dispersión accidental o continua de contaminantes industriales y urbanos en la atmósfera. Simula la liberación y la dispersión de contaminantes tóxicos/inflamables en diversas condiciones climáticas en campos de turbulencia y vientos complejos calculados en 3D. El flujo y el transporte/difusión inducidos por gases, partículas y gotas se simulan con ecuaciones de Navier-Stokes para liberaciones flotantes, densas, frías, criogénicas o calientes en forma de chorro. La aplicación cubre la escala muy corta (decenas de metros) y la escala local (diez kilómetros) donde el complejo patrón de flujo relacionado con obstáculos, usos variables del suelo y topografía se calcula explícitamente.
PROKAS-V (Alemania) – Un modelo de dispersión gaussiano para evaluar la dispersión atmosférica de contaminantes atmosféricos emitidos por el tráfico vehicular en una red vial de fuentes lineales a escala local.
PLUME (Bulgaria): modelo de pluma gaussiana convencional utilizado en muchas aplicaciones regulatorias. La base del modelo es una fórmula única y sencilla que supone una velocidad del viento constante y una reflexión desde la superficie del suelo. Los parámetros de dispersión horizontal y vertical son función de la distancia y la estabilidad a favor del viento. El modelo fue desarrollado para aplicaciones rutinarias en evaluación de la calidad del aire, propósitos regulatorios y apoyo a políticas.
POLGRAPH (Portugal) – Este modelo fue desarrollado en la Universidad de Aveiro, Portugal, por el profesor Carlos Borrego. Fue diseñado para evaluar el impacto de las emisiones de contaminantes industriales y para evaluaciones de la calidad del aire. Es un modelo de dispersión de penacho gaussiano para fuentes puntuales elevadas y continuas que se utilizará a escala local sobre terreno plano o suavemente ondulado.
RADM (Francia) – El modelo de dispersión y advección de paseo aleatorio (RADM) fue desarrollado por ACRI-ST, una organización independiente de investigación y desarrollo en Francia. Puede modelar columnas de gas y partículas (incluidos contaminantes con tasas de formación o desintegración exponencial) de fuentes únicas o múltiples estacionarias, móviles o de área. Se adaptan las reacciones químicas, la desintegración radiactiva, la deposición, el terreno complejo y las condiciones de inversión.
RIMPUFF (Dinamarca): un modelo de difusión de soplos en tiempo real a escala local y regional desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energía Sostenible de Risø, Universidad Técnica de Dinamarca. Risø DTU. RIMPUFF es un modelo operativo de respuesta a emergencias que se utiliza para ayudar a las organizaciones de gestión de emergencias que se ocupan de liberaciones químicas, nucleares, biológicas y radiológicas (QBRN) a la atmósfera. RIMPUFF está en funcionamiento en varios centros nacionales de emergencia europeos para la preparación y predicción de emisiones nucleares accidentales (RODOS, EURANOS, ARGOS ), emisiones de gases químicos ( ARGOS ), y sirve también como herramienta de apoyo a la toma de decisiones durante la lucha activa contra la transmisión aérea de diversos tipos biológicos. infecciones, incluidos, por ejemplo, brotes de fiebre aftosa. DEFRA Fiebre aftosa.
SAFE AIR II (Italia) – La simulación de la contaminación del aire por emisiones II (SAFE AIR II) se desarrolló en el Departamento de Física de la Universidad de Génova , Italia, para simular la dispersión de contaminantes del aire sobre terrenos complejos a escalas local y regional. Puede manejar fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen y columnas continuas, así como bocanadas. Incluye reacciones químicas de primer orden y agotamiento de la pluma por deposición húmeda y seca, pero no incluye ninguna fotoquímica.
SEVEX (Bélgica) – El modelo experto de Seveso simula la liberación accidental de material tóxico y/o inflamable sobre terreno plano o complejo desde múltiples fuentes de tuberías y recipientes o desde la evaporación de charcos de derrames de líquidos volátiles. Las liberaciones accidentales pueden ser continuas, transitorias o catastróficas. El modelo integrado puede manejar gases más densos que el aire, así como gases neutros (es decir, ni más densos ni más ligeros que el aire). No incluye el manejo de material multicomponente ni prevé la transformación química de las emisiones. El nombre del modelo deriva del gran desastre provocado por la liberación accidental de gases altamente tóxicos ocurrido en Seveso , Italia, en 1976.
SNAP (Noruega) – El modelo del Programa de Accidentes Nucleares Severos (SNAP) es un modelo de dispersión atmosférica de tipo lagrangiano especializado en modelar la dispersión de desechos radiactivos.
SPRAY (Italia, Francia) [6] – Un modelo lagrangiano de dispersión de partículas (LPDM) que simula el transporte, dispersión y deposición de contaminantes emitidos por fuentes de diferente tipo sobre terrenos complejos y con presencia de obstáculos. El modelo tiene en cuenta fácilmente situaciones complejas, como la presencia de ciclos de brisa, fuertes inhomogeneidades meteorológicas y condiciones de calma y recirculación de vientos bajos y no estacionarios. Las simulaciones pueden cubrir áreas que van desde escalas muy locales (menos de un kilómetro) hasta regionales (cientos de kilómetros). El aumento del penacho de emisiones calientes desde la chimenea se tiene en cuenta mediante una formulación de Briggs. Están presentes algoritmos para procesos de deposición seca/húmeda orientados a partículas y para considerar la sedimentación gravitacional. La deposición seca se puede calcular en el suelo y también en el techo/techo y en las caras laterales de los obstáculos. Se puede realizar dispersión bajo geometrías generalizadas como arcos, túneles y pasarelas. La dispersión de gases densos se simula utilizando cinco ecuaciones de conservación (masa, energía, momento vertical y dos momentos horizontales) basadas en Glandening et al. (1984) y Hurley y Manins (1995). La pluma que se propaga en el suelo debido a la gravedad también se simula mediante un método (Anfossi et al., 2009), basado en Eidsvik (1980).
STACKS (Países Bajos) – Un modelo de dispersión de pluma gaussiana para plumas flotantes puntuales y de área que se utilizará sobre terreno plano a escala local. Incluye los efectos de la construcción, la química del NO 2 y el agotamiento del penacho por deposición. Se utiliza para estudios de impacto ambiental y evaluación de estrategias de reducción de emisiones.
STOER.LAG (Alemania): un modelo de dispersión diseñado para evaluar liberaciones accidentales de materiales peligrosos y/o inflamables desde fuentes puntuales o área en plantas industriales. Puede manejar gases o aerosoles neutros y más densos que el aire procedentes de fuentes elevadas o a nivel del suelo. El modelo tiene en cuenta los efectos de la construcción y el terreno, la evaporación de charcos de derrames de líquidos volátiles y la combustión o explosión de mezclas de gas y aire inflamables (incluido el impacto de las ondas de calor y presión causadas por un incendio o una explosión).
SYMOS'97 (República Checa): modelo desarrollado por el Instituto Hidrometeorológico Checo para cálculos de dispersión de columnas neutras o flotantes continuas procedentes de fuentes puntuales, lineales o de área únicas o múltiples. Puede manejar terrenos complejos y también puede usarse para simular la dispersión de las columnas de las torres de enfriamiento .
TCAM es un modelo de rejilla euleriana tridimensional multifásico diseñado por el grupo ESMA de la Universidad de Brescia, para modelar la dispersión de contaminantes (en particular fotoquímicos y aerosoles) a mesoescala.
UDM-FMI (Finlandia): este modelo fue desarrollado por el Instituto Meteorológico de Finlandia (FMI) como un modelo gaussiano integrado a escala urbana destinado al control regulatorio de la contaminación. Maneja múltiples fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen e incluye transformación química (para NO 2 ), deposición húmeda y seca (para SO2) y fenómenos de lavado descendente (pero no efectos de construcción).
VANADIS (Polonia) – Modelo 3D de tipo euleriano en estado inestable – Demostración – Modelo de dispersión 3D – lea vanadis_eng.txt.
Modelos desarrollados en Australia.
AUSPLUME: modelo de dispersión que ha sido designado como modelo primario aceptado por la Autoridad de Protección Ambiental (EPA) del estado australiano de Victoria. (Actualización: AUSPLUME V6 ya no será el modelo regulatorio de dispersión de la contaminación del aire en Victoria a partir del 1 de enero de 2014. A partir de esta fecha, el modelo regulatorio de dispersión de la contaminación del aire en Victoria será AERMOD).
pDsAUSMOD: interfaz gráfica de usuario australiana para AERMOD
pDsAUSMET – Procesador de datos meteorológicos australiano para AERMOD
LADM: un modelo avanzado desarrollado por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) de Australia para simular la dispersión de columnas de contaminación flotantes y predecir la formación fotoquímica de smog sobre terrenos complejos a escala local y regional. El modelo también puede manejar columnas fumigadas (consulte los libros que se enumeran a continuación en la sección "Lecturas adicionales" para obtener una explicación de las columnas fumigadas).
TAPM: un modelo de dispersión avanzado integrado con un preprocesador para proporcionar entradas de datos meteorológicos. Puede manejar múltiples contaminantes y fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen a escala local, urbana o regional. Las capacidades del modelo incluyen efectos de construcción, agotamiento de la columna por deposición y un módulo de fotoquímica. Este modelo también fue desarrollado por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia (CSIRO).
DISPMOD: modelo de dispersión atmosférica gaussiana para fuentes puntuales ubicadas en regiones costeras. Fue diseñado específicamente por el Departamento de Medio Ambiente de Australia Occidental para simular la fumigación de columnas que se produce cuando una columna de contaminación elevada en tierra intersecta una creciente capa límite interna térmica (TIBL) contenida dentro del flujo de aire marino que llega a la costa.
AUSPUFF: un modelo de soplo gaussiano diseñado para uso reglamentario por CSIRO. Incluye algunos algoritmos simples para la transformación química de contaminantes atmosféricos reactivos.
Modelos desarrollados en Canadá.
MLCD – Modèle Lagrangien à Courte Distance es un modelo de dispersión de partículas lagrangianas (LPDM) desarrollado en colaboración por el Centro Meteorológico Canadiense (CMC) de Environment Canada y por el Departamento de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra de la Universidad de Alberta . Este modelo de dispersión y deposición atmosférica está diseñado para estimar las concentraciones en el aire y la deposición superficial de contaminantes para problemas de emergencia de muy corto alcance (a menos de ~10 km de la fuente).
Trayectoria: el modelo de trayectoria, desarrollado por el Centro Meteorológico Canadiense (CMC) de Environment Canada , es una herramienta sencilla diseñada para calcular la trayectoria de unas pocas parcelas de aire que se mueven en el campo de viento 3D de la atmósfera. El modelo proporciona una estimación rápida de la trayectoria esperada de una parcela de aire mediante el mecanismo de transporte por advección , originándose (trayectoria de avance) o llegando a (trayectoria de regreso) una ubicación geográfica específica y un nivel vertical.
Modelos desarrollados en India.
HAMS-GPS – Software utilizado para la gestión del medio ambiente, la salud y la seguridad (EHS). Se puede utilizar para capacitación e investigación que involucren modelos de dispersión, análisis de accidentes, incendios, explosiones, evaluaciones de riesgos y otros temas relacionados.
Modelos de dispersión de la contaminación del aire.
^ "CIPUFF". CIPUFF . Xátor . Consultado el 15 de octubre de 2020 .
^ Memorando aclaratorio sobre AERSCREEN como modelo de detección recomendado
^ Sistema de modelado LAPMOD
^ Descripción del PARTIDO
^ "Publicaciones MATCH". Archivado desde el original el 4 de febrero de 2012 . Consultado el 7 de noviembre de 2014 .
^ Publicaciones en SPRAY
Schenk R (1996) Entwicklung von IBS Verkehr, Fördervorhaben des Ministeriums für Umwelt und Landwirtschaft des Landes Sachsen-Anhalt, FKZ 76213//95, 1996
Schenk R (1980) Numerische Behandlung instationärer Transportprobleme, Habilitation an der TU Dresden, 1980
Otras lecturas
Para aquellos que deseen aprender más sobre los modelos de dispersión atmosférica, se sugiere leer cualquiera de los siguientes libros:
Turner, DB (1994). Libro de trabajo de estimaciones de dispersión atmosférica: una introducción al modelado de dispersión (2ª ed.). Prensa CRC. ISBN 1-56670-023-X.www.crcpress.com
Modelado de la calidad del aire: del sitio web de Stuff in the Air
El Sistema de Documentación Modelo (MDS) del Centro Temático Europeo sobre el Aire y el Cambio Climático (parte de la Agencia Europea de Medio Ambiente)
Modelos preferidos/recomendados por la EPA de EE. UU. Modelos alternativos Modelos de detección Modelos fotoquímicos
Wiki sobre modelado de dispersión atmosférica. Se dirige a la comunidad internacional de modeladores de dispersión atmosférica, principalmente investigadores, pero también usuarios de modelos. Su objetivo es poner en común las experiencias adquiridas por los modeladores de dispersión durante su trabajo.
Los modelos ADMS y el modelo GASTAR
El modelo AUSPLUME
El modelo ENCANTO
Fluidyn-PANACHE: modelo 3D de dinámica de fluidos computacional (CFD) para análisis de dispersión
