Episodios de ozono en Catalunya...València, 4-5 de febrero de 2016 Episodios de ozono en Catalunya Xavier Querol Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios de Agua, IDAEA-CSICid

València, 4-5 de febrero de 2016

Episodios de ozono en Catalunya

Xavier Querol Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios de Agua, IDAEA-CSIC

València, 4 de febrero de 2016

ida

idæid aidid

aidæ

id aidæid aidid aidæ

2ºW 1ºW 0º 1ºE 2ºE 3ºE 4ºE 5ºE 6ºE

43ºN

42ºN

41ºN

40ºN

39ºN

38ºN

37ºN

36ºN

35ºN

Fornells(4)

Montcada(8)

S. Viçent(10)Martorell(7)

Igualada(5)L’Hospitalet(6), Sagrera(9)

S.Andreu (1)Cubelles (3)

Bonavista (2)

Morella (18)

Monagrega(19)

Coratxar(17)

Penyeta (11)Onda (12)

Gandia(16)

G.Vía(15)

Ermita(13)

>1500

750-1500

500-750

0-500

m.s.n.m.

Norte de Africa

Mar

Mediterráneo

cuenca del Ebro

Francia

Regional

h) 00UTC 15 Sep.2000

Atlantic

g) 18UTC 26 Aug.2000

Regional

f) 18UTC 14 Aug.2000

Atlantic

e) 00 UTC 4 Aug. 2000

Regional

d) 18 UTC 1 Aug. 2000

Atlantic

b) 06 UTC 11 July 2000

Regional

c) 18 UTC 19 July 2000

Atlantic

j) 18UTC 12 Oct.2000

Regional

k) 18UTC 18 Oct.2000

Atlantic

l) 18UTC 22 Oct.2000

Regional

a) 18 UTC 30 June 2000

Atlantic

i) 00UTC 20 Sep.2000

HL

H

1018x

x1020

L

1006

x

1012

L

L

x

x

1017

1017

H1018

x

Lx

1010

H

1010

x

x

998

L

x

1035

L

L986

x

H

H

x

1025

H1016

x

1011 LL

x

x

10181012

xL1014

x HH

x

1004

H1024

x

Lx1031

x

L

1013x

1024

L

H

H1021

x

Lx

1034x

1012 x1011

xL1013

1013Lx

HH

1020

x

Lx1018x

1029 1029

Hx

H

H

xL

x

1010

x

1027

1015x

L

1011

1008xL x

H

1017 xH

1018

xH

x L1011

xL1001

H

xL1003

xL988

985xL

xL

1003

x1005

x

H

x

1012

x

x

H

L994

993

L993

Hx

1027

x

H

1027

x1027

H

xL1023

x

H

1026

x H1025

xL

x1026

H

x

L

1021

L980x

Mar Mediterráneo

Albalate

Sénia

Torre Miró

Cuenca del Ebro C. Ibérica

Millán et al., 1997

Episodios de ozono en el Mediterráneo occidental

ida

idæid aidid

aidæ


2000

2ºW 1ºW 0º 1ºE 2ºE 3ºE 4ºE 5ºE 6ºE

43ºN

42ºN

41ºN

40ºN

39ºN

38ºN

37ºN

36ºN

35ºN

Fornells(4)

Montcada(8)

S. Viçent(10)Martorell(7)

Igualada(5)L’Hospitalet(6), Sagrera(9)

S.Andreu (1)Cubelles (3)

Bonavista (2)

Morella (18)

Monagrega(19)

Coratxar(17)

Penyeta (11)Onda (12)

Gandia(16)

G.Vía(15)

Ermita(13)

>1500

750-1500

500-750

0-500

m.s.n.m.

Norte de Africa

Mar

Mediterráneo

cuenca del Ebro

Francia

Episodios de ozono en el Mediterráneo occidental

ida

idæid aidid

aidæ

id aidæid aidid aidæEpisodios de ozono en el Mediterráneo occidental

rO3

bVOCs

bSOA + aSOA

HNO3 + NO3-

UV, RO, HO2, OH

pNO2

aVOCs

bVOCs

rO3

NO

a+bVOCs

p+sNO2 NO

NO O3+NO → NO2+O2

sNO2

rO3

O3 consumed by titration

aVOCs

bVOCs

NO

rO3

LO3 bVOCs

p+sNO2

a+bVOCs

rO3 NO

pNO2

NO

rO3

aVOCs

bVOCs

rO3

LO3

Ozone dry deposition (Monks et al., 2015): -Stomatal deposition -Radiation & surface-T reactions -Non stomatal depostion -In-canopy chemistry (NO) -Deposition to Water

O3 O3 O3 O3

Ox Ox

El concepto de rOx y LOx

ida

idæid aidid

aidæ



35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Me

an O

3 (µ

g/m

3)

URBAN INDUSTRIAL TRAFFIC REGIONAL BACKGROUND

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Mea

n O

X(µ

g/m

3 )

Episodios de ozono España

Media O3

Media OX

ida

idæid aidid

aidæ



ida

idæid aidid

aidæ



0

20

40

60

80

100

120

140

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Me

an 9

3.2

p.

of

8h

-ave

rage

s (µ

gO3/m

3)

URBAN INDUSTRIAL REGIONAL BACKGROUND TRAFFIC

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Me

an N

exc

ee

dan

ces

ho

url

y 1

80

µgO

3/m

3/s

ite

URBANINDUSTRIALREGIONAL BACKGROUNDTRAFFIC


O3

Percentil 93.2 max-8-h

O3

Superaciones Umbral h Información

ida

idæid aidid

aidæ



0

10

20

30

40

50

60

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

MAD NBCN TAR

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

PUE HSJ

0

1

2

3

4

5

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

VA-A CS

Me

an N

exc

ee

dan

ces

ho

url

y 1

80

µgO

3/m

3/s

ite

O3

Superaciones Umbral h Información


ida

idæid aidid

aidæ



0

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Pe

rcen

tile 9

3.2

8h

-average

s (µgO

3 /m3)

N. H

ou

rly excee

dan

ces 1

80

µgO

3 /m3

300

250

200

150

100

50

0

P

M

B

S

T

S-T

C

Z

Me

an an

nu

al AO

T40 (µ

gO3 /m

3h

)

45000

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

Va

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Me

an

O3

an

nu

al co

nce

ntratio

ns (µ

g/m

3)

Cs V A

Mu

Episodios de ozono España*

Media anual Superaciones V. Información

Percentil 93.2 max-8-h Valores AOT40

ida

idæid aidid

aidæ



Episodios de ozono Catalunya VO 180 µg/m3

2015 2014 VO 120 µg/m3

VO 120 µg/m3

0

50

100

150

200

250

Terres de Ponent

Plana de Vic

Camp de Tarragona

Alt Llobregat

Àrea de Barcelona

Maresme

Pirineu Oriental

Comarques de Girona

Prepirineu

2015: VO 180 µg/m3

82/115 horas superación P. de Vic-Montseny-P. Oriental

82; 71%

4; 4%

5; 4%

5; 4%

2; 2% 2; 2%

2; 2% 4; 3% 9; 8% Plana de Vic

Comarques de Girona

Pirineu Oriental

Alt Llobregat

Àrea de Barcelona

Maresme

Prepirineu

Terres de Ponent

Camp de Tarragona

ida

idæid aidid

aidæ



Vertical profiles

87% superaciones umbral información en 2015

Episodios de ozono norte área metropolitana Barcelona

METODOLOGÍA Y LOCALIZACIÓN

01-31/07/2015

14-17/07/2015

ida

idæid aidid

aidæ




ida

idæid aidid

aidæ



O3 (µg/m3)

<75

75 - 100

>100

Type of measurement:

Online

Dosimeter

July 2015

Ox (µg/m3)

<90

90 - 105

>105

July 2015


Online

Dosimeter


Mean Ox, July 2015

Mean O3, July 2015

ida

idæid aidid

aidæ



Hourly maxima July 2015O3 µg/m3

PAR 196 (2)

STAP 188 (1)

MAN 227 (13)

VIC 218 (19)

TON 218 (23)

BER 204 (3)

STPM 189 (1)

STC 169 (0)

BEG 157 (0)

PON 169 (0)

TERR 146 (0)

MNR 156 (0)

VPE 150 (0)

VGT 150 (0)ALC 159 (0)

IGU 132 (0) SAB 148 (0)GRA 148 (0)

STMP 187 (1)

SAD 183 (1)

EPLL 156 (0)

RUB 155 (0)

STV 157 (0)

L’H 134(0)

MON 152 (0)

CTL 137 (0)PBN 127 (0)

PBN 148 (0)

MSY 189 (2)

N. hours exceeding the O3

Information treshold (0), (1-3), (13-23) <140

140 - 180180-227

AGU 178 (0)

Max-h (N. h >180 µg/m3 O3) July 2015


ida

idæid aidid

aidæ



Max-h Ox, July 2015

Ox (µg/m3)

<170

170 - 200

>200


ida

idæid aidid

aidæ



0

1

2 w ind spd.

3

4

5

6

7

W

S

N

E

mean

O3

40

60

80

100

120

140

160

180

1

2

3 w ind spd.

4

W

S

N

E

mean

O3

40

60

80

100

120

140

160

180

1

2

3 w ind spd.

4

W

S

N

E

mean

O3

40

60

80

100

120

140

160

0

1

2 w ind spd.

3

4

5

W

S

N

E

mean

O3

70

80

90

100

110

120

130

0

1

2 w ind spd.

3

4

5

W

S

N

E

mean

O3

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

1

2

3 w ind spd.

4

5

6

W

S

N

E

mean

O3

40

60

80

100

120

1

2

3 w ind spd.

4

5

6

W

S

N

E

mean

O3

50

60

70

80

90

100

110

1

2

3 w ind spd.

4

5

W

S

N

E

mean

O3

20

30

40

50

60

70

80

1

2

3 w ind spd.

4

5

W

S

N

E

mean

O3

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

2

4

6 w ind spd.

8

W

S

N

E

mean

O3

70

80

90

100

110

120

130

140

2

4

6 w ind spd.

8

10

12

14

W

S

N

E

mean

O3

115

120

125

130

135


Polar plot h means O3, July 2015

ida

idæid aidid

aidæ



0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3)

CTL

PLR

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3)

MSC

BEG

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3)

MSC

MSY

BEG

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3) CTL

GRA

MON

h-O3

h-O3


ida

idæid aidid

aidæ



0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3 ) CTL

TONA

GRA

MON

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3 ) CTL

TONA

MAN

PARDINES

VIC

GRA

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3) CTL

VIC

GRA

BEG

0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

3 le

vels

(µ

g/m

3)

CTL

VIC

GRA

MSY

BEG

h-O3


ida

idæid aidid

aidæ



0

40

80

120

160

200

1-7-15 0 6-7-15 0 11-7-15 0 16-7-15 0 21-7-15 0 26-7-15 0 31-7-15 0

Ho

url

y O

x le

vels

(µ

g/m

3) TONA

GRA

MSY

CTL

h-Ox=NO2+O3


ida

idæid aidid

aidæ



0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

TONA

MAN

MSY

GRA

CTL

14-20/07/2015

Ox=NO2+O3 Hourly Ox (µg/m3)

Primary NO2 peak from diesel vehicles

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

TONA

MAN

MSY

GRA

CTL

3-6/07/2015


ida

idæid aidid

aidæ



rO3

Received from Sea breeze

rO3

LO3

sNO2

Interaction with city pollutants

Regional background levels

- LO3 formation, - O3 transport - NO2 dilution, - O3 deposition

rO3

sNO2

rO3

Received from Sea breeze

rO3 rO3

sNO2

Interaction with city pollutants

Regional background levels

- O3 transport - LO3 formation, - NO2 dilution, - O3 deposition

LO3


3-6/07/2015

14-20/07/2015

ida

idæid aidid

aidæ



0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

14-20/07/2015

3-6/07/2015

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

14-20/07/2015

3-6/07/2015

TON

MSY

NO

2(µ

g/m

3)

NO

2(µ

g/m

3)

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

14-20/07/2015

3-6/07/2015

VLN

NO

2(µ

g/m

3)


ida

idæid aidid

aidæ



15/07/201504:00 UTC 08:00 UTC 13:00 UTC 15:00 UTC

NO2 O3 O3 O3

03/07/201504:00 UTC 08:00 UTC 12:00 UTC 16:00 UTC

NO2O3 O3

O3


Modelo ARAMIS

ida

idæid aidid

aidæ



03/07/2015 08:00 UTC 11:00 UTC 14:00 UTC

15/07/2015 04:00 UTC 11:00 UTC 16:00 UTC

MANVIC

TON

Vallès

Barcelona


Modelo ARAMIS

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1030 m.a.g.l.

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2015-07-14 09:06-10:21

2015-07-14 15:49-17:03

2015-07-17 09:39-09:52

2015-07-17 10:29-10:40

2015-07-17 12:42-12:52

100 200 300 400 100 200 300 400 0

O3 (µg/m3)

0

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.s.l.

400

600

800

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1200

1400

1600

Alt

itu

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O3 (µg/m3)

100 200 300 400 0

O3 (µg/m3)

10 20 30 40 T (oC)

10 20 30 40 T (oC)

10 20 30 40 T (oC)

20 40 60 RH (%)

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Problems with O3 sensor

Local time on 16/07/2015

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1

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Consideraciones finales

Las superaciones de O3 180 µg/m3 en España se registran sobre todo en estaciones de fondo urbano e industrial de zonas específicas, muchas afectadas por plumas de urbanas e industriales El problema de O3 en España no se limita a las superaciones del umbral de información En el NE peninsular la >85% de los episodios de 180 registran a 60 km al norte del área metropolitana de Barcelona (AMB), siguiendo canalizaciones bien definidas Estos episodios más intensos se originan por ciclos diarios de recirculación de masas de aire (Millán et al 2000), a los que se les suma una gran contribución local (del AMB añadida a la recirculación regional) En base a niveles de NOX de estaciones seleccionadas de la costa (BEG) y de zonas de montaña occidental y central (MSC y RMS), junto con estaciones de fondo urbano del AMB (PLR, MON, GRA) y de la Plana de Vic (TON, VIC, MAN) podemos distinguir cuando las contribuciones locales adicionales de O3 contribuyen decisivamente a la superación del umbral de información, para activar potenciales medidas de reducción de precursores Para poner en práctica posibles (y difíciles) estrategias de reducción se proponen 2 tareas clave: 1. Pronósticos meteorológicos en junio a agosto para predecir episodios de recirculación para así aplicar las medidas de reducción antes del inicio del episodio 2. Análisis de sensibilidad con el modelización de alta resolución para evaluar la efectividad potencial de las medidas de reducción de NOx en la reducción de O3

ida

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Agradecimientos ON THE ORIGIN OF THE HIGHEST OZONE EPISODES IN SPAIN Querol X.1, Alastuey A.1, Orio A.2, Pallares M.2, Reina F.2, Dieguez JJ.3, Mantilla E.3, Escudero M.4, Alonso L.5, Gangoiti G.5, Millán M.3

1IDAEA-CSIC, 2MAGRAMA, 3CEAM, 4UNIZAR, 5UPV/EHU

ON THE ORIGIN OF THE HIGHEST OZONE EPISODES IN CATALONIA, NE SPAIN Querol X.1, Alastuey A.1, Minguillón M.C.1, Amato F.1, Reche C.1, Viana M.1, Karanasiou A.1, Rivas I.1, Pérez N.1, Ripoll A.1, Brines M.1, Ahn K.-H.2, Lee H.-K.2, Eun H.-R.2, Park Y.-H.2, Escudero M.2,Beddows N.4, Harrison R.M.4, Bertrand A.5, Temime-Rousell B.5, Marchand N.5, Soler R.M.6, Millán M.7

1IDAEA-CSIC, 2Hanyang University South Korea, , 3UNIZAR, 4University of Birmingham, UK, 5CNRS-Marseille, France, 6UB, 7CEAM

Colaboración:

¡¡¡MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!! [email protected]

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Mean O3, July 2015

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Max-h O3, July 2015


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N. h >180 µg/m3 O3, July 2015

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>10

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Mean O3, July 2015

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Online

Episodios de ozono norte área metropolitana Barcelona Max-h O3, July 2015

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0

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N. h >180 µg/m3 O3, July 2015


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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

T (oC)

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0

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µg/

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PM10

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NO

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

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03/07/2015, TON 03/07/2015, VIC 03/07/2015, MAN

15/07/2015, TON 15/07/2015, VIC 15/07/2015, MAN

07/07/2015, SMPT 07/07/2015, STAP


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1000

2000

3000

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5000

Alt

itu

de,

m.a

.s.l.

101 100 105 104 103 102

Particle concentration (#/cm3)

PN3-300 PM0.5

PM0.5-1

T RH

-40

T (oC) -30 -20 -10 0 10 20 30 40

0 RH (%)

20 40 60 80 100


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:55

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:00

16/07/2015

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Episodios de ozono en Catalunya...València, 4-5 de febrero de 2016 Episodios de ozono en Catalunya Xavier Querol Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios de Agua, IDAEA-CSICid