Les observacions de la qualitat de l'aire són mesures reals de la concentració de contaminants a l'aire obtingudes amb un instrument de monitoratge. Segons la distància a la què es trobin aquestes mesures respecte a les fonts d'emissió de l'instrument, mostren la contaminació de l'aire en una àrea més o menys extensa. Per exemple, els instruments situats molt a prop d'un carrer transitat de la ciutat s'anomenen "estacions de trànsit urbà" i proporcionen informació sobre la contaminació de l'aire de manera molt local, que pot estar fortament afectada pels gasos d'escapament dels vehicles. Per contra, els instruments situats més lluny de les fonts directes d'emissió de contaminació, per exemple, en grans parcs públics urbans, s'anomenen "estacions de fons urbà" i proporcionen informació sobre la contaminació de l'aire que afecta el barri circumdant.

Les estacions oficials de monitoratge de la qualitat de l'aire tenen uns costos d'instal·lació i manteniment elevats; per tant, només un nombre limitat d'elles es centren en unes poques espècies químiques nocives que es poden desplegar a les ciutats. Això significa que les observacions de la qualitat de l'aire a les zones urbanes estan força disperses.

No obstant això, per proporcionar informació més exhaustiva sobre la contaminació de l'aire, els científics es basen en sistemes de modelització de la qualitat de l'aire que simulen matemàticament com es dispersen els contaminants a l'aire. Aquests sistemes de modelització es poden utilitzar per generar pronòstics de la qualitat de l'aire.

Els pronòstics de la qualitat de l'aire són prediccions de les concentracions futures de contaminants de l'aire previstes durant els propers dies en una regió específica. Els pronòstics s'obtenen mitjançant la simulació de sistemes de modelització de la qualitat de l'aire que utilitzen estimacions de les emissions de contaminants previstes i prediccions meteorològiques. En el sistema de pronòstics CALIOPE, les prediccions de la qualitat de l'aire es calculen habitualment cada hora per a àrees geogràfiques extenses amb una resolució espacial d'un a pocs quilòmetres. Per això, per a calcular-les, els pronòstics de la qualitat de l'aire requereixen enormes recursos computacionals.

Per generar pronòstics de la qualitat de l'aire, el sistema de modelització CALIOPE utilitza i combina diferents models per estimar les emissions antropogèniques i biogèniques, així com les condicions atmosfèriques i meteorològiques:

1. WRFv3.5.1
   El Weather Research and Forecasting Model (WRF) és un model numèric de codi obert de pronòstic meteorològic que simula condicions meteorològiques, com ara el vent, la temperatura i la barreja vertical. Aquest programari és el motor meteorològic per defecte de CALIOPE i compta amb el suport i el manteniment del National Center for Atmospheric Research (EUA).
2. CMAQv5.0.2
   El Community Multiscale Air Quality Modeling System (CMAQ) és un model de transport de química atmosfèrica, de codi obert i d'accés fora de línia, que s'utilitza per pronosticar la difusió d'espècies químiques que influeixen en el clima i els processos atmosfèrics. CMAQ compta amb el suport i la distribució del centre Community Modeling and Analysis System (CMAS).
3. HERMESv3
   El High-Elective Resolution Modelling Emission System (HERMES) és un marc de modelització d'emissions atmosfèriques de codi obert i multiescala que calcula les emissions antropogèniques de gasos i aerosols per al seu ús en models de química atmosfèrica. El model compta amb el suport i el manteniment del BSC-CNS. El Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature (MEGAN), que compta amb el suport i el manteniment de la Universitat de Califòrnia, Irvine (UCI), està implementat al codi HERMES per a l'estimació de les emissions biogèniques dels ecosistemes terrestres.
4. MONARCHv2.0
   El model Multiscale Online Nonhydrostatic AtmospheRe CHemistry (MONARCH) és un sistema avançat de modelització de química i aerosols que representa el cicle de la química atmosfèrica, incloent-hi l'emissió, el transport i la deposició, juntament amb les interaccions aerosol-radiació. Compta amb un component de la pols, que simula i pronostica el cicle d'aquesta a l'atmosfera amb l'objectiu d'estimar la contribució de la pols del desert a la difusió d'aerosols. El BSC-CNS dóna suport i manté el model i proporciona pronòstics operatius de pols per al Centre Regional de Pols de Barcelona de l'Organització Meteorològica Mundial. Des del setembre del 2023, els pronòstics de la pols proporcionats per MONARCHv2.0 han substituït l'anterior sistema BSC-DREAM per representar el component de la pols al sistema CALIOPE.

Nota:

Per als seus càlculs regionals, CALIOPE s'inicialitza utilitzant dades meteorològiques globals del model Global Forecasting System (GFS) del Centre Nacional de Predicció Ambiental (NCEP), mentre que les condicions de contorn per a contaminants i aerosols provenen de CAMS Global atmospheric composition forecast, operada pel Centre Europeu de Previsions Meteorològiques a Mitjà Termini (ECMWF).

Per avaluar la qualitat dels resultats, els pronòstics de CALIOPE es comparen amb les mesures de qualitat de l'aire observades obtingudes pels instruments de monitoratge a la regió d'interès. Per a aquesta comparació, el sistema utilitza dades d'observació de la Xarxa Europea d'Informació i Observació del Medi Ambient (European Environment Information and Observation Network, EIONET), gestionada per l'Agència Europea del Medi Ambient (European Environment Agency, EEA).

Els conjunts de dades numèriques dels pronòstics de CALIOPE no estan disponibles per a la descàrrega al lloc web. La provisió de les dades numèriques o qualsevol altre tipus de consulta que impliqui adaptar els nostres productes a les necessitats específiques dels usuaris es pot gestionar en el marc de col·laboracions mitjançant contractes de treball o projectes científics. Si necessiteu més informació, poseu-vos en contacte amb nosaltres a través del formulari de contacte.

1. Les imatges de CALIOPE es poden utilitzar exclusivament amb finalitats de recerca, educatives i altres finalitats no lucratives. Si enllaçeu qualsevol contingut del lloc web de CALIOPE en pàgines web externes, us demanem que ens ho comuniqueu mitjançant el formulari de contacte.
2. L'equip de CALIOPE no pot garantir que les dades siguin correctes en totes les circumstàncies. Tampoc no acceptem cap responsabilitat per cap error o omissió en les dades ni per cap pèrdua o dany que en sorgeixi del seu ús.
3. Els articles, treballs o obres científiques escrites de qualsevol tipus que es basin totalment o parcialment en imatges o altres productes proporcionats per CALIOPE han de contenir un reconeixement. A continuació es mostra una citació com a exemple, la qual convé adaptar en conseqüència:

"Les imatges/els pronòstics de la qualitat de l'aire han estat proporcionades pel sistema de pronòstics de la qualitat de l'aire CALIOPE del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS)".

Respectem la informació que tenim sobre tu i ens prenem molt seriosament la teva seguretat. Mantenim les teves dades segures i mai no compartim aquesta informació amb tercers. Pots obtenir més informació sobre la nostra política de privacitat aquí.

La informació tècnica sobre el sistema de modelització CALIOPE es pot trobar a la llista de publicacions.