ESTUDIOS DE CALIDAD DEL AIRE Y SU IMPACTO EN LA REGIÓN

CENTRO DE MÉXICO ECAIM

Luis Gerardo Ruiz Suárez

Y

Grupo ECAIM

CCA-UNAM, Igg-UNAM, MCE2

Objetivos Con la mejor información disponible:

• Revisar la definición de cuencas atmosféricas en la Corona Regional del Centro de México (CRCM).

• Evaluar el transporte de contaminantes entre las cuencas atmosféricas que componen la CRCM.

• Evaluar el desempeño de los modelos meteorológicos en los modelos de calidad del aire.

• Evaluar los inventarios de emisiones comparándolos con observaciones.

• Evaluar el impacto de la expansión urbana difusa en el uso del suelo, transportes intermunicipales de personas, mercancías, demanda de energía y emisiones.

• Construir mapas de excedencias sobre niveles críticos de O3, PM, NOx y SO2 para estimar su efecto sobre salud pública, cultivos, bosques y patrimonio cultural.

• Determinar la calidad biológica del aire en la CRCM.

• Apoyar el INECC a crear una red de monitoreo de carbono negro y forzantes climáticos (CH4 y CO2).

• Determinar la distribución y migración del mercurio (Hg) con respecto a la depositación húmeda y en su fase gaseosa, en un área rural (al sur de la Sierra Gorda del Estado de Querétaro).

EL OBJETO DE ESTUDIO

No existe formalmente una entidad llamada Centro de México Su extensión puede estar determinada por el objeto de estudio

Distribución de Población Urbana y Rural

Zonas Metropolitanas

CAME

CORONA REGIONAL DEL CENTRO DE MÉXICO

RESULTADOS

Excedencias a la NOM-020-SSA1-2014 Promedio móvil de 8h

Al agregar información de nuevos sitios rurales y periurbanos el mapa se “calienta”

Falta monetarizar estos impactos

Sitios periurbanos y rurales Table 2.

PARAMETER The TAP

Urban reference

site

AME TEN OZU UIZ

O3 (ppb) LPS HPS LPS HPS LPS HPS LPS HPS

Hourly average 31 38 39 42 30 34 34 34

Hourly maxima 82 104 78 105 68 101 125 136

Number of hours > 95 ppb Hourly average

(SSA-2014)

0 9 0 6 0 1 14 12

8-hours Maximum mobile average 70 93 70 94 60 82 100 112

Number of hours > 70 ppb

8-hours mobile average (SSA-2014)

0 47 0 31 0 9 39 27

Number of hours > 50 ppb

8-hours mobile average (WHO 2006)

55 106 72 103 32 72 86 73

NO

(ppb)

Average 13 22 2 5 --- --- 34 35

Maximum 154 251 43 55 --- --- 238 279

NO2

(ppb)

Average 15 20 7 14 --- --- 34 35

Maximum 39 58 45 55 --- --- 72 98

NOx

(ppb)

Average 28 42 8 19 --- --- 63 64

Maximum 178 290 88 95 --- --- 303 333

Excedencias al valor límite de la OMS 2005 Promedio móvil de 8h

Los valores umbral de la NOM son un compromiso entre lo deseable y lo realista. Los valores umbral de la OMS están mas cercanos a ser un valor crítico

Indicador AOT40

En la región más afectada no hay monitoreo y está fuera de la CAMe

MAÍZ (2011)

Rendimiento Producción Pérdida en la producción

Pérdida de Rendimiento Relativo Valor de la Producción Pérdida de valor

Costo en la producción de maíz por exposición a ozono

ENTIDAD MUNICIPIO AOT40

(ppm.h)

Pérdida de

rend. rel.

Rend.

(Ton/ha)

Rend.

perdido

(Ton/ha)

Pérdida

económica

(pesos/ha)

Superficie

sembrada

(ha)

Valor de la

producción

(Millones $)

Valor de la

prod.

perdida

(Millones $)

Tlaxcala Huamantla 56.19 0.18 2.40 0.53 2,407 14,480 156 35

México Villa de Allende 50.88 0.16 2.50 0.49 2,194 13,500 152 30

México Tlatlaya 44.00 0.14 3.19 0.51 2,307 12,270 176 28

México Almoloya de Juárez 48.17 0.15 1.34 0.24 923 21,000 107 19

México Tejupilco 48.80 0.16 2.23 0.41 1,812 9,282 91 17

México Tenango del Valle 43.39 0.14 2.60 0.41 1,742 8,891 98 15

México Amatepec 44.00 0.14 1.92 0.31 1,265 12,060 95 15

México Toluca 25.96 0.07 2.50 0.20 822 17,822 185 15

México Villa Victoria 49.47 0.16 1.40 0.26 1,183 12,100 76 14

Guerrero Teloloapan 38.29 0.12 3.20 0.43 1,495 9,350 105 14

Tlaxcala Atltzayanca 58.01 0.19 2.30 0.54 2,409 5,400 56 13

Guerrero Iguala de la Independencia 31.73 0.09 5.50 0.57 2,747 4,337 114 12

México Amecameca 43.57 0.14 3.27 0.52 2,304 4,553 66 10

Michoacán Contepec 41.81 0.13 3.00 0.45 1,216 8,545 69 10

México Zinacantepec 44.85 0.14 1.66 0.27 1,039 9,557 60 10

México Amanalco 52.83 0.17 1.60 0.33 1,477 6,500 47 10

Puebla San Salvador el Seco 51.21 0.16 1.30 0.26 1,151 8,290 48 10

Querétaro San Juan del Río 41.70 0.13 0.80 0.12 479 19,920 64 10

México Temascaltepec 52.40 0.17 2.20 0.45 1,922 4,845 46 9

México Jilotepec 49.22 0.16 1.30 0.24 1,140 8,000 49 9

Total 210,702 1,861 305

Mapa de recesión para piedra volcánica de algunos monumentos arqueológicos en la CRCM, 2014

Toluca

Catedral de Puebla Tula

Validación de inventarios

Modelo: WRF-Chem con meteorología de 2011 e INEM-AR-2008 vrs Satélite 2011

• Comparación de observaciones satelitales con modelo de calidad del aire (CO)

Modelo: WRF-Chem con meteorología de 2011 e INEM-AR-2008 Vrs Satélite 2011

Modelo: WRF-Chem con meteorología de 2014 e Inventario MILAGRO Vrs Satélite 2014

Figura A01-33. Correlación ent re las colum nas m edidas por el inst rum ento IASI y la salida del modelo para las regiones elegidas (azul, verde, rojo y rosa) y el área com pleta de estudio (en negro).

Modelo: WRF-Chem con meteorología de 2014 e Inventario MILAGRO Vrs Satélite 2014

2.9

1.4

2.7

2.5

2.1

CO/NOx inventario

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Cuernavaca (centro), Morelos

Huaquechula, Puebla

UAM Iztapalapa, D. F.

Cuernavaca (Prepa), Morelos

Yautepec, Morelos

Ceboruco, Edo. de México

Oxtotlán, Edo. de México

Pedregal, D. F.

Merced, D. F.

San Cristobal H, Edo. de México

Agua Santa, Puebla

Amecameca, Edo. de México

Huejotzingo, Puebla

San Mateo Atenco, Edo. de México

Tlalnepantla, Edo. de México

Toluca (centro), Edo. de México

Chipilo,Puebla

Xalostoc, Edo. de México

Metepec, Edo. de México

Zacatepec, Morelos

Toluca (aeropuerto) Edo. de México

Amozoc, Puebla

CO/NOx (mol/mol)

Resultados

Percentil 25

Percentil 75

Mediana

Distribucuión de cocientes CO/NOx obtenidos de la pendiente

CO/NOx de las concentraciones entre las 6 y 9 de la mañana

Resultados

Comparación entre el cociente CO/NOx de las mediciones y los datos

del inventario 2008 Semarnat

EXPANSIÓN URBANA EN LA CORONA REGIONAL DEL CENTRO DE MÉXICO

CONTRIBUCIONES METODOLÓGICAS

La expansión

urbana difusa y

sus externali-

dades

De modelación

De alta resolución

Sectorial

Redes de monitoreoCampañas

Satélite

Percepción remota

Proponer el dominio de simulación numérica y los dominios de anidamiento del modelo

Seleccionar un escenario de referencia para la evaluación del desempeño del módulo meteorológico del modelo

El escenario debe cumplir: Bases de datos de observaciones con: Amplia cobertura espacial en el dominio Cobertura temporal en el escenario Abundancia de parámetros observados

La base de datos de ser: Catalogada Comentada Documentada Archivada

Simular numéricamente el escenario meteorológico de referencia

Revisar:Dominio y anidamientosParametrizaciones¿Tropicalizar?

Comparar el desempeño del modelo contra pará-metros críticos para calidad del aire: Intensidad de viento en superficie Intensidad de viento en capa límite Altura de capa límite Perfiles verticales¿MAS?

Estimar estadísticas de error y sesgo

Proceder a evaluar

inventaio

Homologar o armonizar con los grupos de inventarios: Proyecciones cartográficas Categorias de uso de suelo ¿mas?

Método y ruta crítica para evaluar e intercomparar el desempeño de módulos meteorológicos en modelos de calidad del aire

Método y ruta crítica para validar inventarios de emisiones y modelos de emisiones de alta resolución espacial para modelar calidad del aire