Um Estudo Comparativo Entre Coeficientes de Difusão Verticais na Simulação da Dispersão de Poluentes em uma Camada Limite Convectiva

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre diferentes coeficientes de difusão verticais aplicados em um modelo de dispersão para determinação da concentração de poluentes atmosféricos em uma camada limite convectiva. O modelo de dispersão é uma solução semi-analítica da equação de difusão-advecção tridimensional e estacionária, sendo que os resultados das simulações foram confrontados com dados experimentais da literatura. As melhores performances foram obtidas com o coeficiente de difusão proveniente da teoria estatística de Taylor e propriedades espectrais. Entretanto, resultados menos satisfatórios foram obtidos com a parametrização Asymmetric Convective Model version 2 (ACM2), muito usada como uma das opções para camada limite atmosférica no modelo de mesoescala Weather Research and Forecasting (WRF). Palavras-chave: coeficiente de difusão; equação de difusão-advecção; camada limite convectiva. Comparison Between Vertical Eddy Diffusivities in the Simulation of Pollutant Dispersion in a Convective Boundary Layer AbstractThis work presents a comparative study between different vertical eddy diffusivities applied in a dispersion model to determine the concentration of air pollutants in a convective boundary layer. The dispersion model is a semi-analytical solution of stationary three-dimensional advection-diffusion equation and the simulation results were compared with experimental data from literature. The best performances were obtained with the eddy diffusivity from Taylor's statistical theory and spectral properties. However, less satisfactory results were obtained with the parameterization Asymmetric Convective Model version 2 (ACM2), often used as one of the options for the atmospheric boundary layer in the mesoscale model Weather Research and Forecasting (WRF). Keywords: eddy diffusivity; advection-diffusion equation; convective boundary layer. Introdução.Os processos de industrialização e urbanização têm sido crescentes e constantes, de forma que os grandes centros urbanos vivenciam os impactos que a degradação da qualidade do ar acarreta na qualidade de vida da população e também no meio ambiente de modo geral. Em consequência disto, a comunidade científica vêm buscando meios que visem o entendimento dos processos de dispersão das emissões de poluentes na atmosfera e o seu controle, de forma que os modelos de dispersão surgem como uma alternativa prática e rápida por permitirem estudar a dispersão de poluentes de forma controlada.A eficácia dos modelos de dispersão Eulerianos (teoria K) está relacionada diretamente a uma adequada parametrização do coeficiente de difusão (K), por estes serem os responsáveis pela descrição do comportamento físico da difusão de poluentes na atmosfera. Vários pesquisadores Revista Brasileira de Meteorologia, v. 31, n. 4, [518][519][520][521][522][523][524][525][526] 2016