Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica
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Date
2009-08-27Author
Zimermann, Hans Rogério 
Primeiro orientador
Moraes, Osvaldo Luiz Leal de
Primeiro membro da banca
Barbosa, Marcia Cristina Bernardes
Segundo membro da banca
Piva, Everson Dal
Terceiro membro da banca
Degrazia, Gervásio Annes
Metadata
Show full item recordAbstract
Nesta tese, apresentamos o processo de desenvolvimento e validação de um modelo
numérico 3D para a equação de difusão-advecção. Modelos como este têm sido desenvolvidos
objetivando a investigação científica para dar suporte ao controle de emissões de poluentes
atmosféricos e à tomada de decisões no desenvolvimento de políticas ambientais. Para
a elaboração deste modelo utilizamos a implementação de um esquema numérico explícito
na discretização das equações envolvidas. Durante este processo, exaustivos testes foram
realizados para que a implementação garantisse estabilidade, consistência e convergência.
Como forma de minimizar uma das principais deficiências encontradas na maioria dos modelos
de dispersão atmosféricos (MDA), qual seja, a imprecisão da entrada de dados meteorológicos
para a inicialização destes modelos, utilizamos um campo de vento realístico gerado
por um modelo numérico de circulação de mesoescala. No entanto, como este modelo de
mesoescala fornece informações com uma escala maior do que a necessária para a descrição
da trajetória de uma pluma, foi preciso desenvolver um método de interpolação apropriado
para intermediar estas distâncias. Nosso modelo contempla, ainda, a hipótese da turbulência
atmosférica não ser isotrópica, onde os coeficientes de difusão turbulenta são variáveis
no tempo e espaço e, ainda, diferentes nas direções lateral e vertical. Em nosso modelo,
estes coeficientes foram estimados utilizando a parametrização de camada limite proposta
por Moraes (2000). Para a validação do modelo, utilizamos dados experimentais obtidos
em um experimento realizado próximo à usina termelétrica Presidente Médici, no município
de Candiota/RS. Estes dados compreendem medidas de concentração superficial de SO2,
velocidade do vento em superfície medidos em torres meteorológicas, bem como dados de
turbulência medido em torre micrometeorológica. Os resultados da validação mostraram que
o modelo funciona bem, ao menos para o tipo de fonte e topografia onde está localizada, ou
seja, emissão contínua e topografia homogênea.