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Clase 7: La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémica Modelos y observaciones (1)

Clase 7: La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémica Modelos y observaciones (1). GF 777 Otoño 2002. Contenidos de hoy. Integrando observaciones y modelación Observaciones y mediciones Laboratorios In situ Percepción remota (LIDAR, Satélites) Modelación Módulos químicos

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Clase 7: La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémica Modelos y observaciones (1)

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Presentation Transcript

  1. Clase 7: La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémicaModelos y observaciones (1) GF 777Otoño 2002 LGK GF777

  2. Contenidos de hoy • Integrando observaciones y modelación • Observaciones y mediciones • Laboratorios • In situ • Percepción remota (LIDAR, Satélites) • Modelación • Módulos químicos • Módulos meteorológicos • Métodos numéricos y resolución de EDP • Datos de entrada • Implementaciones computacionales • Evaluación y validación LGK GF777

  3. Modelación Mediciones LGK GF777

  4. In situ • Percepción remota • Laboratorios Mediciones • Campañas...Procesos • Monitoreo...Tendencias LGK GF777

  5. In situ • Percepción remota • Laboratorios • “Smog chambers” • Métodos espectroscópicos • Cromatografía • etc. API Atmospheric Pressure Ionization CIMS Chemical Ionization Mass Spectrometry PTRMS Proton Transfer Reaction Mass Spectrometer LGK GF777

  6. In situ • Percepción remota • Laboratorios • Métodos espectroscópicos • Toma de muestras y operación (“Sampling”) • Simples, pequeños, baratos, etc. • Exactitud... • Precisión... • Reproductibilidad... • Representatividad • etc. LGK GF777

  7. Isla de Pascua (27ºS, 110 W, 40 m) TOLOLO (30ºS,70ºW, 2200 m) LGK GF777

  8. Absorción por O3 en 254 nm LGK GF777

  9. Titulación de O3 con solución de KI y corriente proporcional al contenido de O3 (ECC) LGK GF777

  10. In situ • Percepción remota • Laboratorios • Sensores pasivos (espectrómetros) • Sensores activos (LASER/LIDAR) + Globales - Resolución LGK GF777

  11. Light detection and ranging measuring systems (LIDAR) …Análogo óptico a un radar sólo que la señal es luz “alineada” (LASER) LGK GF777

  12. LIDAR LGK GF777

  13. Los sensores pasivos en los satélites se basan en la medición de luz solar transmitida o dispersada o emitida en ondas largas (termal o micro-ondas) (http://see.gsfc.nasa.gov/edu/SEES/strat/class/S_class.htm) LGK GF777

  14. + Algoritmo de traducción de señal en medición LGK GF777

  15. Backscatter Ultraviolet (BUV) Technique Incoming solar radiation at these wavelengths penetrates into the the troposphere where it undergoes multiple scattering and reflections off cloud and terrestrial surfaces. The ratios of radiance to irradiance measurements at these wavelengths provide estimates of the column O3 amount. LGK GF777

  16. Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) (http://jwocky.gsfc.nasa.gov/) LGK GF777

  17. Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) http://auc.dfd.dlr.de/GOME/ Columna de ozono 29/5-2002 LGK GF777

  18. LGK GF777

  19. NO2 O3 Total LGK GF777

  20. Center for Clouds, Chemistry and ClimateAntarctic Study Centre, Vasco-da-GamaAtmospheric Research LaboratoryDepartment of Meteorology, MaldivesDesert Research InstituteEuropean Organisation for the Exploitation of Meteorological SatellitesFlorida State University, TallahasseeForschungszentrum JülichGKSS-Forschungszentrum GeesthachtImperial College, LondonIndian Institute of Science, BangaloreIndian Institute of Technology, New DelhiIndian Institute of Tropical Meteorology, PuneIndian Meteorological Department, New DelhiIndian Space Research Organization, BangaloreInstitut für TroposphärenforschungKoninklijk Nederlands Meteorologisch InstituutLaboratoire d’Optique AtmosphériqueLaboratoire de Météorologie Dynamique du CNRSLaboratoire de Météorologie Physique, Université Blaise PascalLaboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Gif-Sur-Yvette.Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes AtmosphériquesMax Planck Institut für ChemieMax Planck Institut für KernphysikMax Planck Institut für MeteorologieMeteorologisches Institut der Universität HamburgMeteorologiska Institutionen, Stockholms UniversitetNASA - Goddard Space Flight CenterNational Center for Atmospheric ResearchNational Center for Medium Range Weather Forecasting, New DelhiNational Institute of Oceanography, GoaNational Physical Laboratory, New DelhiNOAA - Atlantic Oceanographic and Meteorological LaboratoryNOAA - Climate Monitoring and Diagnostics LaboratoryNOAA - Pacific Marine Environmental LaboratoryNorth Carolina State University, RaleighOregon State University, CorvallisPhysical Research Laboratory, AhmedabadScripps Institution of OceanographySeaSpace CorporationService d’AéronomieSpace Application Centre, AhmedabadSpace Physics Laboratory, ThiruvananthapuramTechnische Universiteit DelftTel-Aviv UniversityUniversität BremenUniversität InnsbruckUniversiteit UtrechtUniversity Corporation for Atmospheric ResearchUniversity of Alaska, FairbanksUniversity of California, IrvineUniversity of California, RiversideUniversity of California, San DiegoUniversity of Hawaii, ManoaUniversity of Maryland, College ParkUniversity of Mauritius, ReduitUniversity of MiamiUniversität MünchenUniversity of Washington, SeattleUniversity of Witwatersrand, JohannesburgYork University, Toronto +Modelación: antes, durante y después LGK GF777 Instituciones partcipantes ~50, países ~30, científicos ~100

  21. CI/CB MODELACIÓN Abstracción...Simplificación...Síntesis...Evaluación...Pronóstico LGK GF777

  22. CI/CB • Módulos químicos • Módulos meteorológicos • Métodos numéricos y resolución de EDP • Datos de entrada • Implementaciones computacionales • Evaluación y validación LGK GF777

  23. Reacciones en fase gaseosa • Reacciones? • Tasas de reacción • Tasas de fotólisis Aerosoles y nubes • Módulos químicos • Módulos meteorológicos • Métodos numéricos y resolución de EDP • Datos de entrada • Implementaciones computacionales • Evaluación y validación Procesos de Deposición -Húmeda (nubes) -Seca LGK GF777

  24. “Off-line” • “On-line” Inventarios de emisiones Datos de entrada Datos Químicos: Tasas de reacción/Fotólisis LGK GF777

  25. Advección -Eficientes -Precisos -Conservadores de masa Parametrizaciones de subgrilla -Convección -Mezcla turbulenta • Módulos químicos • Módulos meteorológicos • Métodos numéricos y resolución de EDP • Datos de entrada • Implementaciones computacionales • Evaluación y validación Condiciones de borde -Laterales -Borde superior Rapidez, memoria... LGK GF777

  26. VALIDACIÓN: • Comparación sistemática contra observaciones • Intercomparación • Análisis de sensibilidad LGK GF777

  27. A propósito de validación... http://web.mit.edu/afs/athena.mit.edu/org/i/igac/www/GIM.html LGK GF777

  28. Biósfera Hidrósfera Atmósfera Litósfera Criósfera • Asimilación de datos (“nudging”, “relaxation”) • Modelación inversa • Procesos heterogéneos..multifase/multiescala • Anidamiento múltiple • Resolución variable • Modelos del sistema terrestre LGK GF777

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