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Estabilidade Atmosférica/Modelos de Dispesão de
Poluentes
Tp1 TA1 Tp2TA2 T
Z Temperaturada Atmosfera
Temperatura daParcela de ar adiabática
Altura inicial daParcela de ar
Tp1TA1 Tp2 TA2 T
Z
Temperaturada Atmosfera
Altura inicial daParcela de ar
Temperatura daParcela de ar adiabática
Tp1=TA1 Tp2=TA2 T
ZAtmosfera adiabática eParcela de ar adiabática ⇒Temperaturas iguais
Altura inicial daParcela de ar
Estável
(caso particular: inversão térmica)
Instável
Neutro
[ ]0>dzdθ
[ ]0
Mudanças 80%
Camadas 99%
do Meio +0,99%
Termosfera +0,01%
N2 -28
O - 16
H - 1 (>3500 km)
He - 2 (>1100 km)
Névoa artificial de óleo negro.Fostos de curta (a) e longa exposição (b -10 min.)
Pluma do EtnaDispersão de emissões do vulcão Etna na Sicília
Modelo da Pluma Gaussiana
−= 2
2
2exp
21),(
xx
xtxPσσπ
−=> =< 2
2
2exp
2),(
xx
xQdxdNtxC
σσπ
−−−> =< 22
2
2
2
2
222exp
)2(),,,(
23
zyxzyx
zyxQtzyxCσσσσσσπ
−−−−> =< 22
2
2
2
2
222)(exp
)2(),,,(
23
zyxzyx
zyUtxQtzyxCσσσσσσπ
−−> =< 2
2
2
2
22exp
2),,(
zyzy
zyU
SzyxCσσσπ σ
x
HU
E.Error!Notextofspecifiedstyle indoc
emissão
Imagem especular da fonteemissora, tendo o solo como“espelho”
solo
Parcela refletida nosolo
Figura-A
( ) ( )
+−+
−−⋅
−> =< 2
2
2
2
2
2
2exp
2exp
2exp
2),,(
zzyzy
HzHzyU
SzyxCσσσσπ σ
( ) ( ) ( )
+−−+
+−+
−−×
−> =< 2
2
2
2
2
2
2
2
22exp
2exp
2exp
2exp
2),,(
z
o
zzyzy
HzzHzHzyU
SzyxCσσσσσπ σ
x
HU
E.Error!Notextofspecifiedstyle indoc
emissão
solo
Parcela refletida nacamada de inversão
Camada de inversãoImagem especular dafonte emissora, tendoa camada de inversãocomo “espelho”
Figura-B
Classe de Estabilidade de P&G Fórmulas de Briggs BNL p/ σ zDescrição Pasquill σ θ
(Graus)σ y
(m)σ z
(m)c
(m)d
Muito Instável A 25 0,22x(1+0,0001x)-½ 0,20x 0,41 0,91Moderadamente Instável B 20 0,16x(1+0,0001x)-½ 0,12x 0,33 0,86Levemente Instável C 15 0,11x(1+0,0001x)-½ 0,08x(1+0,0002x)-½Neutra D 10 0,08x(1+0,0001x)-½ 0,06x(1+0,0015x)-½ 0,22 0,78Moderadamente Estável E 5 0,06x(1+0,0001x)-½ 0,03x(1+0,0003x)-1Muito Estável F 2,5 0,04x(1+0,0001x)-½ 0,016x(1+0,0003x)-1 0,06 0,71Muitíssimo Estável G 1
by
dz axcx == σσ e
A Euleriana obtém o campo de concentrações resolvendo a equação de continuidade de massas na atmosfera.
A Lagrangiana. A equação lagrangiana básica usada é:
- concentração média em r e no instante tS(r’,t’) - emissão (massa . volume-1 . tempo-1)p(r,t|r’,t’) - função densidade de probabilidade de que uma parcela de ar mova-se de r’ no instante t’, para r no instante t
u - velocidade do vento
K - difusibilidade
)(tScKcutc +∇∇+∇−=
∂∂
∫ ∫∞−
′′′′′′> =<t
tddtSttptc rrrrr ),(),|,(),(
Modelos Gerais de Dispersão Atmosférica de Poluentes (abordagens)
Na solução numérica Lagrangiana, a posição de cada partícula evolui como segue:
Onde:X
i(t) são as coordenadas da posição da partícula no instante t e
Ui(t) são as componentes do vetor velocidade no instante t.
Ui é decomposto em 2 parcelas,
O último termo é a flutuação estatística da velocidade.
Usa-se, por exemplo, uma Gaussiana para a função densidade de probabilidade atmosférica (PDF) na horizontal e uma PDF Gram-Chalier, truncada na quarta ordem, para a vertical.
X t t X t U t ti i i( ) ( ) ( )+ = +∆ ∆
U t U X t U ti i i( ) ( , ) ( )= + ′
Santos
São Vicente
Cubatão
R.G. da SerraRibeirão Pires
Mauá
São PauloMETROPOLIS
OS
DSBC
SA
GRU
SU
ITQQ
FV
SCS
BOT
TOP
1
2
4
3
Moji das Cruzes
Jacareí
Cubatão, 17/10/91, 22UTC (19LST)
Santos
São Vicente
Cubatão
R.G. da SerraRibeirão Pires
Mauá
São PauloMETROPOLIS
OS
DSBC
SA
GRU
SU
ITQQ
FV
SCS
BOT
TOP
1
2
4
3
Moji das Cruzes
Jacareí
Cubatão, 23/10/91, 04UTC (01LST)
Santos
São Vicente
Cubatão
R.G. da SerraRibeirão Pires
Mauá
São PauloMETROPOLIS
OS
DSBC
SA
GRU
SU
ITQQ
FV
SCS
BOT
TOP
1
2
4
3
Moji das Cruzes
Jacareí
Cubatão, 16/10/91, 22UTC (19LST)
Santos
São Vicente
Cubatão
R.G. da SerraRibeirão Pires
Mauá
São PauloMETROPOLIS
OS
DSBC
SA
GRU
SU
ITQQ
FV
SCS
BOT
TOP
1
2
4
3
Moji das Cruzes
Jacareí
Cubatão, 21/10/91, 14UTC (11LST)
0 300 km
184.5 kmG2
450 kmG1
Mapa da área de simulação
METROPOLES:São Paulo8,051 km219 x 106 inhabitants
Campinas3,673 km22.6 x 106 inhabitants
Baixada Santista2,273 km21.6 x 106 habitantes
População destas áreas:~ 24 x 106 habitantes
Fonte de CO na RMSP (kg/h) - 169 quadrados de 5x5 km2
Definido por:1) Densidade e velocidade dos veículos nas ruas2) Fator de emissão dos veículos (modelos, combustível, ano)3) Estimado: 1.69x106 t/ano
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
CO
co
nc
en
tra
tio
n (
µg
/m³)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 hours since 0 LST on 11/aug/2000
Spray
Measured
Osasco
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
CO
co
ncen
tratio
n (
µg
/m³)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 hours since 0 LST on 11/aug/2000
Spray
Measured
PedroII
Comparação das concentrações de CO simuladas e medidas
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
13/Outubro às 12GMT a 14/Outubro às 5GMT
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
SP
JU
BXS
SJC
AM
CA
SO
AT
JA
BP
LI
ITU
R
MCS
E
(24.214S;47.587W)
(km)
(km)
13/Outubro às 12GMT a 14/Outubro às 5GMT
SP AMCAJU
(m)
(km)
13/Outubro às 12GMT a 14/Outubro às 5GMT
SP AMCAJU
(m)
(km)
SP AMCAJU
(m)
(km)
SP AMCAJU
(m)
(km)
SP AMCAJU
(m)
(km)
SP AMCAJU
(m)
(km)
13/Outubro às 12GMT a 14/Outubro às 5GMT
Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Slide 9Slide 10Slide 11Slide 12Slide 13Slide 14Slide 15Slide 16Slide 17Slide 18Slide 19Slide 20Slide 21Slide 22Slide 23Slide 24Slide 25Slide 26Slide 27Slide 28Slide 29Slide 30