Pcrams en Español

EPA-454/B-96-001

PCRAMMETGUIA DEL USUARIO

U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCYOffice of Air Quality Planning and StandardsEmissions, Monitoring, and Analysis Division

Research Triangle Park, NC 27711

Septembre de 2000

iADVERTENCIA

La informacin de este documento ha sido revisada en sutotalidad por la Agencia de Proteccin Ambiental (EPA) de E.U. yse ha aprobado su publicacin como un documento de EPA. Lamencin de marcas comerciales, productos o servicios no significay no debe interpretarse como una aprobacin oficial, apoyo orecomendacin de EPA.

Las siguientes marcas aparecen en esta gua:

Microsoft es una marca registrada de Microsoft Corp.Windows, Windows 95 and Windows NT son marcas registrada de

Microsoft Corp.Pentium y 80486 son marcas registradas de Intel, Inc.PKUNZIP es una marca registrada de PKWARE, Inc.

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AGRADECIMIENTOS

Muchos individuos han ayudado con su tiempo y energa, nosolo en la preparacin de esta Gua del Usuario, sino tambin enla larga evolucin del programa PCRAMMET. Un agradecimientoespecial para Russ Lee, Desmond Bailey, Jerry Moss, Jerry Mersch,Joe Tikvart, y para el creador original del cdigo, Joan Novak.

Las modificaciones al cdigo fuente y preparacin de estagua fueron realizadas por Jayant Hardikar y James Paumier dePacific Environmental Services, Inc., Grupo de Desarrollo deSistemas, Seccin de Modelacin. El cdigo fuente para procesardatos de precipitacin fue desarrollado por Earth Tech (antesSigma Research, Inc.) de Concord, Massachusetts. Este esfuerzofue financiado por la Agencia de Proteccin Ambiental de E.U.,bajo el Contrato No. 68D30032, con Donna B. Schwede como Gerentede Asignacin de Labores.

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CONTENIDO

ADVERTENCIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

AGRADECIMIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii

TABLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

1 INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11.1 DESCRIPCION GENERAL . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11.2 DIFERENCIAS EN RELACION A VERSIONES ANTERIORES . . 1-4

1.2.1 Interfase del usuario . . . . . . . . . . . 1-41.2.2 Tipos de archivos adicionales . . . . . . . 1-41.2.3 Opciones de salida . . . . . . . . . . . . . 1-51.2.4 Datos de ASOS . . . . . . . . . . . . . . . 1-6

2 DATOS DE ENTRADA/SALIDA . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12.1 DATOS DE ENTRADA . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.1.1 Datos de altura de mezclado . . . . . . . . 2-22.1.2 Observaciones superficiales por hora . . . 2-5

2.1.2.1 Formatos CD-144 y de SCRAM . . . . . 2-62.1.2.2 Formato de SAMSON . . . . . . . . . . 2-72.1.2.3 Formato de HUSWO . . . . . . . . . . 2-9

2.1.3 Datos de precipitacin - Formato TD-3240 . 2-122.2 ARCHIVO DE SALIDA . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

3 EJECUCION DE PCRAMMET Y LA INTERFASE DEL PROGRAMA . . . . 3-13.1 MODO INTERACTIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13.2 MODO SECUENCIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15

4 DISCUSION TECNICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-14.1 TIEMPO DEL DIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-14.2 VALORES POR HORA DE ALTURAS DE MEZCLADO . . . . . . 4-14.3 CLASES DE ESTABILIDAD PASQUILL-GIFFORD . . . . . . 4-34.4 VIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-64.5 TEMPERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-64.6 ASEGURANZA DE CALIDAD . . . . . . . . . . . . . . . 4-74.7 CAPAS DE NUBES ASOS . . . . . . . . . . . . . . . . 4-84.8 ESTIMACIONES DE PARAMETROS DE DEPOSICION . . . . 4-10

4.8.1 Atmsfera inestable . . . . . . . . . . . 4-10

iv

4.8.2 Atmsfera estable . . . . . . . . . . . . 4-114.8.3 Parmetros en el lugar de aplicacin . . 4-11

5 PCRAMMET NOTAS DEL PROGRAMA . . . . . . . . . . . . . . . 5-15.1 COMPILACION Y ENCADENAMIENTO DE PCRAMMET . . . . . 5-15.2 PCRAMMET Y SCRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

6 MENSAJES DE ERROR Y ADVERTENCIA . . . . . . . . . . . . . 6-16.1 MENSAJES DE ADVERTENCIA . . . . . . . . . . . . . . 6-16.2 MENSAJES DE ERROR . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-3

7 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

APENDICE A. FORMATOS DE LOS ARCHIVOS . . . . . . . . . . . A-1

APENDICE B. TABLAS DE PROPIEDADES DE LOS LUGARES . . . . . . B-1

vTABLAS

Tabla Pgina

2-1 Conversin del tipo e intensidad de precipitacinreportada a cdigos de precipitacin (lquida) . . . . 2-16

4-1 Clases de insolacin en funcin de la altitud solarpara cubierta nubosa 5/10 * . . . . . . . . . . . . 4-4

4-2 Criterios para la clasificacin de la estabilidad . . . 4-5

B-1 Longitud en metros de la aspereza superficial para lostipos de uso de la tierra y estaciones del ao . . . . . B-1

B-2 Albedo de cubiertas terrestres naturales para los tiposde uso de la tierra y estaciones del ao . . . . . . . . B-2

B-3a Coeficiente de Bowen Diurno segn el uso de la tierra ylas estaciones del ao - Condiciones secas . . . . . . . B-3

B-3b Coeficiente de Bowen Diurno segn el uso de la tierra ylas estaciones del ao - Condiciones promedio . . . . . B-3

B-3c Coeficiente de Bowen Diurno segn el uso de la tierra ylas estaciones del ao - Condiciones hmedas . . . . . . B-4

B-4 Flujo promedio de Calor Antropognico (Qf) y RadiacinNeta (Q*) para varias reas urbanas . . . . . . . . . . B-5

1-1

SECCION 1

INTRODUCCION

Esta Gua del Usuario, contiene las instrucciones paraejecutar el programa PCRAMMET de la Agencia de ProteccinAmbiental de E.U. en una computadora personal (PC). PCRAMMET esun preprocesador meteorolgico que se usa para preparar datos delServicio Nacional Meteorolgico (NWS). Estos datos se usan en losmodelos de dispersin de calidad del aire a corto plazo que laAgencia utiliza, tales como ISCST3, CRSTER, RAM, MPTER, BLP,SHORTZ, y COMPLEX1.

Esta seccin proporciona una descripcin general de PCRAMMETy una descripcin de las diferencias entre esta versin yversiones anteriores. En la Seccin 2 se discuten detalladamentelos archivos de entrada y salida y en la Seccin 3 se presenta lainterfase del usuario y las instrucciones para ejecutar PCRAMMET.La Seccin 4 discute los aspectos tcnicos del procesamiento,mientras que la Seccin 5 presenta las instrucciones para accesaral programa y las observaciones superficiales por hora, as comolas alturas de mezclado del Boletn Electrnico SCRAM BBS.

1.1 DESCRIPCION GENERAL

El usuario puede proporcionar la informacin necesaria paraprocesar datos meteorolgicos de entrada en una de dos maneras:1) como una sesin interactiva de seal de entrada (prompt) yrespuesta desde el teclado de la computadora personal (PC), 2)con un archivo de respuestas que se usa como una opcin en unmen de comandos (comand line).

Las operaciones efectuadas por PCRAMMET incluyen: Clculos de valores por hora para la estabilidad

atmosfrica a partir de observacionesmeteorolgicas;

La interpolacin de alturas de mezclado a valorespor hora dos veces al da;

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De manera opcional, el clculo de los parmetrospara procesos de deposicin seca y hmeda; y

Proporcionar datos en el formato estndar(PCRAMMET sin formato) o en el formato ASCII, elcual es necesario en los modelos regulatorios dedispersin de calidad del aire.

Los requisitos para los datos de entrada en PCRAMMETdependen del modelo de dispersin y las opciones del modelo paralas cuales se preparan los datos. Los requisitos mnimos para losdatos de entrada en PCRAMMET son las alturas de mezclado de dosveces al da, y las observaciones superficiales por hora de lavelocidad del viento, direccin del viento, temperatura de bulboseco, cubierta de nube opaca y altura de techo. Para estimacionesde deposicin seca, se recomienda la presin de la estacin, ypara las estimaciones de deposicin hmeda se requiere lacantidad y tipo de precipitacin de aquellos perodos donde huboprecipitacin.

Las estaciones superficiales y de aire superior debenseleccionarse de acuerdo a su representatividad meteorolgica delrea general que se modela. Por lo general, este criteriocorresponde a las estaciones ms cercanas a la fuente(s) queestn siendo modeladas y que estn en el mismo rgimenclimatolgico (e.g., costeo, montaoso, planicie).

Los datos superficiales por hora pueden obtenersesolicitndolos al Centro Nacional de Datos Climatolgicos (NCDC)en Asheville, North Carolina. Las observaciones en formatoCD-144 en un disco magntico para un ao y estacin en especficodeben solicitarse. Los Datos de precipitacin pueden ser otenidosde NCDC solicitndolos en formato TD-3240. Una alternativa a losdatos en formatos CD-144 y TD-3240 son los datos disponibles enlos CD-ROMS de la Red de Observacin Superficial Solar yMeteorolgica (SAMSON). Los datos SAMSON recientemente han sidoactualizados con el CD de las Observaciones Climticas por Horade los Estados Unidos (HUSWO).

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Los datos de altura de mezclado tambin pueden obtenersesolicitndolos al NCDC en forma de disco magntico o formatabular especificando 'alturas de mezclado dos veces al da' paraaos y estaciones en especfico.

Los datos de altura de mezclado y un subconjunto de datos enCD-144, con menos elementos climatolgicos, se encuentrandisponibles en la seccin del Centro de Apoyo para Modelos deAire Regulatorios (SCRAM) en la Oficina de Planeacin de Calidaddel Aire y Estndares (OAQPS) de EPA, Boletn Electrnico de laRed de Transferencia de Tecnologa (TTN) en su sitio en la web enhttp://www.epa.gov/scram001/. Las observaciones meteorolgicaspor hora provenientes de SCRAM no deben usarse para deposicinhmeda deplecin en ISCST3 porque los datos de SCRAM nocontienen los campos de clima presente necesarios para determinarel tipo de precipitacin.

El formato del archivo de los datos de salida depende de laopcin final de procesamiento especificada por el usuario. Si lainformacin meteorolgica de salida se va a usar en un modelo decalidad del aire para estimaciones de concentracin sin efectosde deposicin, entonces se puede escribir un archivo sin formato.Sin embargo, el usuario tiene la opcin de escribir un archivoASCII directamente, permitindole al usuario ver los resultadossin antes transformar el archivo sin formato en un archivo ASCII.El archivo con formato ASCII tiene la ventaja de serindependiente del compilador y la plataforma de cmputo en lacual es creado. Si se crea un archivo sin formato, un archivo deformato ASCII puede ser obtenido del archivo sin formato usandoel programa BINTOASC.EXE, este programa se encuentra con losarchivos de ISCST3 y PCRAMMET en el BBS de SCRAM.

Para el procesamiento de deposicin seca y hmeda en ISCST3,se escriben varios parmetros adicionales en el archivo de salidade PCRAMMET. Debido al procesamiento interno en ISCST3, no existeuna opcin para escribir un archivo sin formato; la informacinde salida siempre ser un archivo ASCII.

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1.2 DIFERENCIAS EN RELACION A VERSIONES ANTERIORES

Se han incorporado varias mejoras en PCRAMMET que afectan laoperacin del preprocesador. Estas mejoras incluyen: 1) la formaen que el usuario proporciona la informacin para procesamientoal preprocesador (la interfase), 2) un incremento en el nmero ytipo de archivos que pueden procesarse y 3) opciones adicionalespara el tipo de procesamiento.

1.2.1 Interfase del usuario

En las versiones anteriores de PCRAMMET, solo se efectuabaun tipo de procesamiento y toda la informacin necesaria paraprocesar los datos estaba incluida en los archivos. Con laexpansin de capacidades, fue necesaria una nueva interfase parael usuario. Con esta versin de PCRAMMET, el usuario proporcionaal preprocesador la informacin necesaria en una de dos maneras:interactiva o secuencial (batch). En el modo interactivo, elusuario responde a las seales de entrada (prompts), lasrespuestas a estas seales (prompts) determinan las siguientes,i.e., el tipo de datos y los requerimientos de la informacin desalida determinan cules seales de entrada (prompts) se muestrana continuacin. Una vez que se han dado todas las respuestas,PCRAMMET inicia su ejecucin. Las respuestas a las seales(prompts) se graban en un archivo para usarse posteriormente. Unadiscusin completa de este modo se encuentra en la Seccin 3.1.

En el modo secuencial (batch), el usuario ejecuta PCRAMMETutilizando las opciones en el men de comandos (comand line). Haydos opciones en este men despus del nombre del programa: elnombre del archivo que contiene las respuestas a las seales deentrada (prompts) que podran aparecer en el modo interactivo yel nombre del archivo de salida. Una discusin de este modo seencuentra en la Seccin 3.2.

1.2.2 Tipos de archivos adicionales

Adems de las observaciones superficiales meteorolgicas porhora en el formato CD-144 y las alturas de mezclado de dos vecesal da, ahora pueden ser procesados varios tipos de archivos

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adicionales por PCRAMMET. En PCRAMMET pueden usarse observacionessuperficiales por hora obtenidos del CD-ROM de SAMSON. Los datosSAMSON contienen medidas de radiacin , observaciones climticasy datos de precipitaciones de las primeras estaciones de orden enEstados Unidos en el perodo 1961-1990. Los datos HUSWO contienenlas mismas observaciones climticas que los datos SAMSON, perodifieren de los datos SAMSON en que hay menos variables deradiacin y los campos se han agregado para reportarobservaciones de las nubes desde el Sistema Automtico deObservacin de Superficie (ASOS).

PCRAMMET puede ahora procesar las observacionessuperficiales por hora en CD-144 que estn en el boletnelectrnico de SCRAM en el formato comprimido (i.e., registrosms cortos). Anteriormente, el usuario tena que usar un programapara expandir el formato de registro de 80 caracteres del CD-144.Ahora, el usuario puede usar los archivos directamente enPCRAMMET sin tener que expandir los datos. Este formato se leconoce ahora como el formato SCRAM y as se nombrar en lo quesigue de esta gua.

Como una opcin para el usuario, el modelo ISCST3 puedeestimar la deposicin hmeda. Para calcular estas estimaciones,se requieren datos de precipitacin. Esta versin de PCRAMMETpuede procesar datos de precipitacin en el formato TD-3240.Ambos formatos, de longitud variable y fija pueden serprocesados. Generalmente, los datos son ordenados (de NCDC) en elformato de longitud variable.

Estos formatos se discuten con ms detalle en la Seccin 2.

1.2.3 Opciones de salida

Las versiones anteriores de PCRAMMET producan un archivosin formato (binario) con valores por hora sobre vientos,temperatura, estabilidad y alturas de mezclado. Si el usuarionecesitaba un archivo ASCII, deba ejecutar un programa apartecon los datos sin formato. Con esta versin de PCRAMMET, elusuario tiene la opcin de escribir un archivo de salida ASCII.

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El usuario tiene la opcin de estimar los parmetrosrequeridos para estimaciones de deposicin hmeda o seca enISCST3. Si el usuario selecciona una de estas opciones, entoncesse crea un archivo de salida ASCII (un archivo sin formato no esuna opcin). Este archivo es creado con tres parmetrosadicionales para estimaciones de deposicin seca o cincoparmetros para estimaciones de deposicin hmeda.

1.2.4 Datos ASOS

El Sistema Automtico de Observacin de Superficie (ASOS) esun sistema automtico de informacin climtica en tiempo real,que reemplaza observaciones humanas convencionales para grabarcondiciones climticas cercanas a la superficie. El primer ASOSfue instalado en Agosto de 1991 en Topeka, Kansas. Cuando todaslas instalaciones estn completas, los sistemas automticosestarn operativos en ms de 850 estaciones a lo largo de EstadosUnidos, el Caribe, e Instalaciones Militares Extranjeras.

Si bien mejora la eficacia en la adquisicin de informacinclimtica, la instrumentacin ASOS carece de la habilidad deobservacin del observador humano para integrar espacialmentealgunos de los elementos climticos en reas extensas. Dos deestos elementos son la altura del techo y cubierta de nube opaca,que son importantes para la estimacin de la estabilidadatmosfrica y las alturas de mezclado requeridas para laaplicacin de distintos modelos de dispersin regulatorios y noregulatorios.

Las observaciones derivadas de ASOS aparecen en el HUSWO CD.Una observacin ASOS se denota con la letra "A" en la columna 6,a continuacin del nmero de la estacin WBAN. La cubierta nubosaopaca y total en la observacin ASOS son ambas 0. La informacinde las nubes est en tres campos de capas de nubes especficos delas observaciones ASOS. Cada campo consiste en una condicin delcielo y la altura de la capa. La cubierta nubosa y la altura detecho deben derivarse de estos campos al utilizarse en PCRAMMET.Una explicacin de cmo estos valores se convierten a cubiertanubosa puede encontrarse en la seccin 4.

2-1

SECCION 2

DATOS DE ENTRADA/SALIDA

PCRAMMET procesa cinco formatos de datos de entrada: 1)observaciones superficiales por hora en CD-144, 2) datos dealtura de mezclado de dos veces al da, 3) observacionessuperficiales por hora obtenidas de SCRAM, 4) observacionessuperficiales por hora archivadas en disco compacto (CD-ROM) y 5)datos de precipitacin (formato TD-3240).

Si se utilizan datos meteorolgicos como entrada en unmodelo de calidad del aire slo para estimar la concentracin, elusuario tiene la opcin de crear un archivo de salida sin formato(binario) o uno ASCII. Si se requieren estimaciones dedeposicin, el archivo de salida se crea en forma ASCII.

En esta seccin, se discuten los datos de entrada y archivosde salida. Las estructuras de los archivos se proporcionan en elApndice A.

2.1 DATOS DE ENTRADA

Los requisitos para datos de entrada en PCRAMMET dependendel modelo de dispersin y las opciones del modelo para las quese preparan los datos. Para estimaciones de concentracin paralas que no se requiere el efecto de los procesos de asentamientoy transferencia de deposicin seca y hmeda, los datos necesariosson:

Direccin del viento Velocidad del viento Temperatura de bulbo seco Cubierta nubosa opaca Altura del techo nuboso Altura de mezclado matutina Altura de mezclado vespertina

Las alturas de mezclado se basan en sondeos del aire superiorrealizados por el NWS a 1200 GMT y 0000 GMT, respectivamente.

2-2

Para estimaciones de deposicin seca en ISCST3, serecomienda una variable adicional: Presin de Estacin.

La presin de estacin se usa solamente para calcular la densidaddel aire seco. Si la presin de estacin falta, entoncesautomticamente se toma un valor de 1000 mb.

Para estimaciones de deposicin hmeda en ISCSCT3, los datosadicionales que se requieren son: cantidad de precipitacin clima presente para obtener informacin sobre el

tipo de precipitacin. El tipo de precipitacin se determina de los cdigos del climapresente en las observaciones superficiales por hora, las cualesindican si el tipo de precipitacin est en forma lquida ocongelada. La cantidad de precipitacin por hora se obtiene de unarchivo distinto.

Los datos extrados de PCRAMMET tambin pueden utilizarsepor el modelo de dispersin de rfaga CALPUFF. Al modelarse unadeposicin seca o hmeda con CALPUFF, la radiacin horizontalglobal y la humedad relativa se requieren para los procesos detransformacin qumica en el modelo. Si las observaciones porhora de la superficie son recuperadas de los discos compactosSAMSON o HUSWO, entonces estos dos parmetros adicionales debenser recuperados, ya sea que los datos extrados de PCRAMMET seanutilizados por CALPUFF o no. Estos dos campos aparecen al finalde cada registro en el cual se especifican deposiciones secas ohmedas, y se utilizan datos recuperados del CD SAMSON o HUSWO.

2.1.1 Datos de altura de mezclado

Las versiones anteriores de PCRAMMET requeran de unregistro de inicializacin al principio del archivo. Esteregistro ya no se necesita. Sin embargo, PCRAMMET puede leerarchivos de altura de mezclado que contengan este registro -simplemente se ignora el registro. Si est presente el registro,ste contiene la siguiente informacin:

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Nmero de estacin superficial meteorolgica NWS, Ao de los datos superficiales, Latitud de la estacin superficial, Longitud de la estacin superficial, Zona de tiempo de la estacin superficial.

La estructura del archivo de altura de mezclado para estaversin de PCRAMMET es como sigue:

Registro de altura de mezclado para diciembre 31 delao que antecede al ao del registro.

Registro de altura de mezclado para enero 1 del ao delregistro;

Registro de altura de mezclado para enero 2 del ao delregistro;

.

.

.

Registro de altura de mezclado para diciembre 30 delao del registro.

Registro de altura de mezclado para diciembre 31 delao del registro;

Registro de altura de mezclado para enero 1 del aosiguiente al del registro (o duplicado del registro dediciembre 31 con ao, mes, da cambiado).

El formato de los datos de altura de mezclado corresponde alformato de los datos que se encuentran disponibles en el BBS deSCRAM, el cual se describe en el Apndice A. Cada registrocontiene la siguiente informacin:

Nmero de Estacin de Aire Superior - el nmero deidentificacin de estacin del Bur Meteorolgico delEjrcito y Marina (WBAN) que identifica a la estacin

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de observacin de aire superior del NWS, y que es usadapara calcular alturas de mezclado. La Lista deEstaciones de Aire Superior disponible en NCDC tabulatales nmeros WBAN. La estacin debe ser representativadel sitio que se modela.

Ao - los ltimos dos dgitos del ao del registro paradatos de altura de mezclado.

Mes - nmero de mes correspondiente a un conjunto dadode alturas de mezclado.

Da - el nmero del da en el calendario que corresponde al conjunto de alturas de mezclado dado.

Altura de Mezclado Urbana Nocturna - la altura demezclado mnima para un determinado da calculado delsondeo a 1200 GMT en ese da, usando temperaturassuperficiales matutinas aumentadas en 5(C paracompensar el calentamiento urbano.

Altura de Mezclado Vespertina - la mxima altura demezclado para un determinado da calculado de lastemperaturas superficiales vespertinas y sondeos a 1200GMT de aire superior en ese da.

Cada registro contiene tambin informacin adicional sobrevelocidad del viento y condiciones climatolgicas generales quePCRAMMET no procesa.

El mtodo para calcular las alturas de mezclado por hora delas alturas de mezclado de dos veces al da utiliza los mtodossugeridos por Halzworth (1972). Este mtodo interpola las alturasde mezclado usando la altura de mezclado vespertina del daanterior y ambas alturas de mezclado del da siguiente. Por estarazn, las alturas de mezclado para el ltimo da del ao queprecede al ao del registro deben incluirse como el primerregistro de altura de mezclado, y las alturas de mezclado para elprimer da del ao que precede al ao de registro debe incluirse

2-5

como el ltimo registro de altura de mezclado. Si estos datos nose encuentran disponibles, los datos para el primero y ltimodas del ao de registro pueden sustituirse respectivamente. Unadiscusin del mtodo de interpolacin se encuentra en la Seccin4.

Los registros de altura de mezclado usados como datos deentrada para PCRAMMET deben contener las alturas de mezcladomatutinas y vespertinas para el da que se procesan. No seefectan revisiones de calidad en los datos de entrada de alturade mezclado dados a PCRAMMET, as que se recomienda que elusuario revise que sus datos estn completos. Un espacio enblanco en un campo de altura de mezclado es interpretado comocero, i.e., la altura de mezclado se supone que est en lasuperficie.

Los valores de altura de mezclado de dos veces al da puedenadquirirse del Centro Nacional de Datos Climatolgicos en formatoTD-9689 o descargarse del Boletn Electrnico BBS de SCRAM.Ntese que la posicin del campo de la altura de mezcladovespertina en el archivo de NCDC no es la misma que la posicinen los archivos provenientes del BBS SCRAM (ver Apndice A). Elformato de NCDC tiene la altura de mezclado vespertina en lascolumnas 25-28 y el formato de PCRAMMET tiene las alturas demezclado vespertinas en las columnas 32-35. Por lo tanto, elusuario debe reformatear el archivo de NCDC para ajustarlo alformato de datos disponible de SCRAM.

2.1.2 Observaciones superficiales por hora

Pueden obtenerse observaciones climatolgicas superficialespor hora de tres fuentes: CD-144, SCRAM, CD-ROM de SAMSON, y CD-ROM de HUSWO. El formato CD-144 es el formato tradicional queprocesa PCRAMMET. SCRAM da una versin reducida (menos variablesclimatolgicas) de los datos en CD-144, y est disponible en elBoletn Electrnico TTN de OAQPS. Los datos de SAMSON y HUSWO sebenefician de las tecnologas en constante expansin de lascomputadoras personales en el rea de CD-ROM. Solamente uno deestos formatos puede procesarse en una sola ejecucin dePCRAMMET.

2-6

2.1.2.1 Formatos CD-144 y de SCRAM

El formato CD-144 proviene del trmino en ingls "Card Deck144 format" disponible en el NCDC. El archivo se compone de unregistro por hora, con todos los elementos climatolgicosreportados en una imagen de tarjeta de 80 columnas. El formato deestos registros se describe en el Manual de Referencia deObservaciones Superficiales por Hora Card Deck 144 WBAN (NOAA,1970), tambin disponible en el NCDC. Los datos de este archivoque se revisan o usan por PCRAMMET incluyen el nmero de laestacin, ao, mes, da, hora, altura de techo nuboso, direccindel viento, velocidad del viento, temperatura de bulbo seco ycubierta (capa) nubosa opaca (Apndice A). Los datossuperficiales obtenidos del BBS de SCRAM contienen estos cincoelementos climatolgicos en un formato comprimido. Las variablesclimatolgicas no requeridas en los clculos se omiten y loscampos en blanco se quitan para crear un registro de 28caracteres. PCRAMMET puede procesar directamente el formato deSCRAM o tambin puede aceptar datos con registros expandidos a 80caracteres (Ver Notas del Programa en la Seccin 5).

Las variables que usa PCRAMMET en los registros de CD-144incluyen las siguientes:

Nmero de estacin superficial - el nmero de WBAN queidentifica a la estacin de observacin superficial delNWS de la cual se obtienen los datos meteorolgicos porhora para el programa PCRAMMET.

Ao, mes y da del registro - identifica el ao, mes yda durante los cuales se observaron los datosmeteorolgicos. Slo se reportan los dos ltimosdgitos del ao.

Hora - identifica la hora de observacin meteorolgica.La hora se basa en el reloj de 24 horas y se registracomo 00 hasta 23. Los tiempos son en Tiempo LocalEstndar (LST) y se ajustan en PCRAMMET para quedar enun reloj de 01 - 24 en el cual la hora 24 es la mismahora 00 del da siguiente.

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Altura de techo - es la altura de la base de las nubessobre el terreno local y se codifica en cientos depies.

Direccin del viento - la direccin desde dondeproviene el viento, basado en la brjula de 36 puntas,e.g., 09=este, 18=sur, 27=oeste, 36=norte, 00=calma.

Velocidad del viento - la velocidad del viento medida en nudos (00=calma).

Temperatura de bulbo seco - la temperatura ambiente medida en grados "Fahrenheit" enteros.

Cubierta o capa de nubes - Hay dos parmetros decubierta de nubes en los datos meteorolgicos de SCRAMy en CD-144, cubierta opaca y cubierta total. Ambosparmetros identifican la cantidad de cubierta de nubesmedidas en decenas de porcentajes, e.g., 0 = claro omenos de 10%, 4 = 40-49%, '-' = cobertura total o 100%.PCRAMMET lee el campo para cubierta nubosa opaca.

2.1.2.2 Formato de SAMSON

Con la llegada del CD-ROM para las computadoras personales,se pudo almacenar grandes cantidades de datos en un pequeoespacio. El NCDC ha puesto a disposicin datos solares ymeteorolgicos para las estaciones de primer orden en los EstadosUnidos para el periodo de 1961-1990 en un juego de tres CD-ROMs,llamados aqu los datos SAMSON. PCRAMMET puede procesar los datosprovenientes de estos CD-ROMs.

/ PCRAMMET no puede tener acceso directo a los datos de unCD-ROM de SAMSON. En su lugar, el usuario debe ejecutar elsoftware incluido con los datos para obtener la(s) estacin(es),periodo(s) de tiempo y variables para el sitio y periodo que semodela. El software es para el sistema operativo DOS, tiene unainterfase grfica y es fcil de usar. El software ha sidoejecutado con xito en una ventana DOS bajo Microsoft Windows3.1x, Windows 95, y Windows NT (versin 4.0). Los archivos de

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salida se escriben en archivo ASCII en una unidad de disco delusuario.

El software que se usa para obtener los datos de los CD-ROMspuede obtener datos de mltiples aos para una sola estacin ygrabarlos en el mismo archivo. Sin embargo, PCRAMMET espera unmximo de un ao de datos en el archivo de datos obtenido delCD-ROM. La causa de esta restriccin se explica adelante.

La obtencin de los datos de un CD-ROM est bajo controltotal del usuario. Cuando los datos se obtienen de los CD-ROMs,el usuario tiene la opcin de especificar cuales variablesobtener de una lista de 21 variables almacenadas para cadaestacin (consulte Apndice A para una lista completa). Comomnimo debe obtenerse la altura de techo, direccin y velocidaddel viento, temperatura de bulbo seco y cubierta nubosa opacadebe obtenerse (hacindolas compatibles con los datos en losarchivos de SCRAM). Estas variables son suficientes para lamayora de los modelos listados en la Seccin 1, y resultan en unarchivo ASCII de cerca de 400 KB para un ao de datos. Sinembargo, si se van a hacer estimaciones de deposicin seca y/ohmeda con ISCST3, entonces otras variables adicionales debenobtenerse. Estas son: presin de estacin para deposicin seca(resultando en un archivo de 445 KB de tamao) y clima presente ycantidad de precipitacin para deposicin hmeda (resultando enuna archivo de cerca de 537 KB). Si se obtienen todas lasvariables, entonces se crea un archivo de cerca de 1.2 MB. Cuandose obtienen datos de precipitacin, el tamao vara debido a quela cantidad de precipitacin es el ltimo campo y se llenasolamente si hubo precipitacin en esa hora, haciendo algunosregistros ms grandes que otros.

Cuando se obtienen datos del CD-ROM, se escriben dosregistros al principio del archivo que identifican a la estacin(primer registro) y a las variables obtenidas (segundo registro).PCRAMMET procesa ambos registros para adquirir informacin sobrela estacin (e.g., latitud y longitud) y para determinar cmoprocesar los datos que siguen. Es esencial que el usuario noaltere o suprima estos registros. Estos registros empiezan con elcaracter (~). Si se obtienen ms de un ao de datos de estos

2-9

CD-ROMs, estos dos registros aparecen antes de cada ao en elarchivo. Si en el archivo hay ms de un ao de datos, el programatermina con un error de compilacin cuando el PCRAMMET encuentrael segundo juego de registros que van a la cabeza. El programaespera un valor entero (el ao), pero encuentra un valor decaracter (la tilde ~). Sin embargo, la salida para el aoanterior estar completa e intacta. Se recomienda que el usuariolimite los datos obtenidos del CD-ROM a una sola estacin y unao por archivo.

PCRAMMET examina el segundo registro para determinar si lasvariables obtenidas del CD-ROM son suficientes para procesar todoel archivo de acuerdo con las respuestas del usuario sobre cmose esperan usar los resultados. Si hay datos insuficientes,entonces PCRAMMET escribe un mensaje de error y detiene elprocesamiento. El usuario debe seleccionar una opcin diferentepara procesamiento o regresar a los CD-ROMs y obtener los datosuna vez ms, asegurndose de obtener todas las variablenecesarias para generar el archivo de datos meteorolgicos.

Los registros que van a la cabeza son seguidos por losregistros de datos. Hay un registro para cada hora del perodo detiempo que el usuario ha obtenido. A diferencia del formatoCD-144, el cual reporta la hora en el reloj de 00 - 23, la horase reporta en el reloj de 01 - 24. La hora 24 del da que seobtiene de SAMSON corresponde a la hora 00 del da siguiente paradatos en CD-144, i.e., el ajuste de tiempo necesario en PCRAMMETpara los datos en CD-144 no es necesario con SAMSON.

Los datos almacenados en el formato de SAMSON estn enunidades distintas a las unidades de los datos en CD-144. Paraque las salidas sean idnticas en ambos formatos, PCRAMMETconvierte los datos de SAMSON a las unidades en que estn losdatos en CD-144.

2.1.2.3 FORMATO HUSWO

El disco compacto HUSWO contiene las estaciones de primerorden en Estados Unidos para el perodo 1990-1995,superponindose al CD SAMSON para 1990.

2-10

/ PCRAMMET no puede acceder los datos directamente de un CDHUSWO. El usuario debe ejecutar el software provisto con losdatos para recuperar la(s) estacin (es), perodo(s) de tiempo, yvariables para el sitio y perodo que sern modelados. Tal comocon el CD SAMSON, el software est basado en DOS, interfazgrfica interactiva. El software ha sido ejecutado exitosamenteen una ventana DOS bajo Microsoft Windows 3.1x y Windows 95. Noobstante, bajo Windows NT (versin 4.0), el video es severamentedistorsionado cuando la recuperacin se lleva a cabo. Los datosse recuperan exitosamente pero el usuario debe activar la tareade administrador de Windows para finalizar la tarea a fin decontinuar. Los archivos de salida son escritos en un archivoASCII en el drive local del usuario.

El software utilizado para extraer datos del CD puederecuperar mltiples aos de datos para una nica estacin yguardarlos en el mismo archivo. No obstante, PCRAMMET suponeobjetivo un mximo de un ao de datos en un archivo de datosrecuperado del CD. La razn para esta restriccin se explicar acontinuacin.

Recuperar datos del CD HUSWO es un proceso distinto, bajo elcontrol absoluto del usuario. Cuando se recuperan datos del CD,el usuario tiene la opcin de especificar cules variablesrecuperar de una lista de 20 variables guardadas para cadaestacin (ver Apndice A para lista completa). Como mnimo, laaltura de techo, direccin y velocidad del viento, temperaturadel bulbo seco, cubierta de cielo (que incluye ambas, total yopaca), y los datos de las nubes ASOS deben ser recuperados (paraser compatibles con los datos en los archivos SCRAM). Estasvariables son suficientes para la mayora de los modelosmencionados en la Seccin 1, y resultan en un archivo ASCII dealrededor de 560 Kb para un ao de datos. Si todas las variablesson recuperadas, entonces se crea un archivo de casi 1.0 Mb detamao. Cuando los datos sobre precipitacin son recuperados, eltamao variar porque la cantidad de precipitacin es el ltimocampo y se completa nicamente si hubo precipitaciones para esahora, haciendo que algunos registros resultan ms extensos queotros.

2-11

Cuando los datos son recuperados de un CD, un nico registroes escrito al principio del archivo que identifica las variablesrecuperadas. PCRAMMET procesa este registro para determinarcules variables estn presentes y cmo procesar los datos quesiguen. Es imperativo que el usuario no altere o borre esteregistro. Si ms de un ao de informacin es recuperada del CD,este registro aparece en el archivo antes de cada ao. Si en elarchivo hay ms de un ao de datos , entonces PCRAMMET puedefinalizar con un error cuando el registro del segundoencabezamiento es hallado. Hay dos razones para que PCRAMMETtermine anormalmente si hay ms de un ao de datos en un archivode datos HUSWO: 1) Si hay slo un ao de datos de altura demezclado, entonces PCRAMMET intentar leer ms all del final delarchivo de altura de mezclado; o 2) si hay mltiples aos dedatos de altura de mezclado , PCRAMMET fallar cuando intenteprocesar el grupo de fechas ya que el ao no ser vlido (enlugar del ao, un nmero variable ser ledo) y los campos delmes y del da permanecen ambos en blanco, los cuales soninterpretados como ceros. No obstante, los datos extrados delao previo estarn completos e intactos. Por consiguiente, serecomienda que el usuario restrinja datos recuperados del CD auna estacin y un ao por archivo.

PCRAMMET examina el primer registro para determinar si sonsuficientes las variables recuperadas del CD para procesar elarchivo completo segn las respuestas del usuario de cmo seespera utilizar la informacin de salida (es decir, seco, hmedo,o sin deposicin). Si no hay suficientes datos, PCRAMMET escribeun mensaje de error y deja de procesar. El usuario debeseleccionar una opcin de procesamiento distinta o bien regresaral CD y recuperar una vez ms los datos , asegurndose derecuperar todas las variables necesarias para generar un archivode informacin de salida de datos meteorolgicos.

El registro de encabezamiento es seguido por los registrosde datos. Hay un registro por cada hora del perodo de tiempo queel usuario recuper. A diferencia del formato CD-144, el cualreporta la hora en el reloj 00-23, la hora es reportada en elreloj 01-24. La hora 24 de un da recuperado de HUSWO correspondea la hora 00 del da siguiente para los datos CD-144, es decir,

2-12

el ajuste de tiempo que PCRAMMET necesita para los datos CD-144no es necesario en el caso de HUSWO.

Los datos pueden recuperarse del CD HUSWO ya sea en unidadesInglesas o mtricas. Desafortunadamente no hay ningn indicadoren el archivo de informacin de salida para identificar lasunidades que estn en uso. Por lo tanto, no hay forma paraPCRAMMET de determinar las unidades automticamente. Porpredefinicin, la interfaz comienza con unidades Inglesas.

/ PCRAMMET espera que los datos sean en unidades Inglesas; losdatos son convertidos a las unidades requeridas en el programa.

Si los datos son recuperados en unidades mtricas, entoncesla informacin de salida de PCRAMMET, como la de cualquier otromodelo de dispersin como ISCST3 que utiliza los datos, estarnequivocados.

2.1.3 Datos de precipitacin - Formato TD-3240

Para estimaciones de deposicin hmeda del ISCST3, el modelode dispersin requiere la cantidad de precipitacin, as como sutipo (lquida o congelada). El tipo de precipitacin se obtienede los campos de clima presente en los archivos de observacinsuperficial por hora (en CD-144 o de SAMSON) y convertidos a uncdigo de precipitacin que interpreta el modelo de dispersin.La cantidad de precipitacin no se informa en los datos estndaren CD-144. Por lo tanto, se necesita otro archivo de cantidad deprecipitacin para procesos de deposicin hmeda.

EL formato de datos en TD-3240 de NCDC contiene la cantidadde precipitacin necesaria. Adems de proporcionar los datos deprecipitacin cuando los datos en CD-144 se procesan, estos datospueden usarse para complementar los datos de precipitacin deSAMSON en caso de que haya poco o no haya datos de precipitacinpara una estacin (hay alrededor de 20 estaciones, las cuales semencionan en la ayuda en-lnea de SAMSON), o si la precipitacinno se obtuvo de los CD-ROMs.

2-13

Los datos en TD-3240 provenientes de NCDC por lo generalestn en un formato de longitud variable. En este formato, losdatos de precipitacin para un da completo se almacenan en unregistro, y solo para esas horas en las que se reportprecipitacin. Tambin se encuentra disponible un formato delongitud fija en el cual un registro contiene la cantidad deprecipitacin para una hora. Como con los archivos de longitudvariable, los datos se almacenan solamente para esos das y horaspara los cuales se report precipitacin. PCRAMMET puede procesarambos formatos. Para formatos de longitud variable, elpreprocesador transforma los datos a formato de longitud fija,escribe los resultados en un archivo temporal y luego usa estearchivo para el procesamiento. El archivo temporal se elimina alfinal de la ejecucin.

La precipitacin se presenta en pulgadas y centsimas depulgada en el formato TD-3240. Estas unidades se transforman amilmetros para usarse en el modelo de dispersin ISCST3.

2.2 ARCHIVO DE SALIDA

El primer registro en el archivo de salida de PCRAMMETcontiene un registro de identificacin seguido de un registropara cada da en el ao. EL registro de identificacin delarchivo contiene el ao del registro para los datosmeteorolgicos superficiales, el nmero de identificacin deestacin superficial, el ao del registro para datos de altura demezclado y el nmero de identificacin de estacin de airesuperior.

Si el usuario especifica que no se efectuarn estimacionesde deposicin (seca o hmeda) con los datos en los resultados,entonces el usuario tiene la opcin de crear un archivo de salidasin formato (binario) o ASCII. La salida binaria de PCRAMMETconsiste de un registro con el ao, mes y da Juliano seguido de24 valores de clase de estabilidad, velocidad del viento,temperatura, vector de flujo, vector de flujo aleatorio, yalturas de mezclado urbanas y rurales. El archivo ASCII contienela misma informacin, con la excepcin de que cada hora seescribe en un registro aparte.

2-14

Los cuatro valores en el registro de identificacin delarchivo, as como el registro del ao, mes, da Juliano y clasede estabilidad, estn escritos como variables enteras en FORTRAN.Todos los otros valores en los registros diarios son variablesreales en FORTRAN. Ver el Apndice A para una descripcin delorden de las variables en cada uno de los registros diarios.

Si se escribe un archivo sin formato, todos los registros enel archivo de salida se escriben con una instruccin 'write' enFORTRAN sin formato. Por lo tanto, la estructura del archivo desalida resultante depender del compilador FORTRAN que se usepara crear el PCRAMMET ejecutable. Como resultado, para mantenercompatibilidad con el archivo sin formato, los modelos querequieran su uso deben haber sido creados con el mismocompilador. La mayora de los ejecutables en el BBS de SCRAM querequieran el uso del archivo de salida sin formato de PCRAMMET,han sido creados usando los compiladores FORTRAN de Microsoft oLahey.

Para estimaciones de deposicin seca, se escriben trescampos adicionales en el archivo de salida: velocidad de friccinsuperficial (u*), longitud de Monin-Obukhov (L), longitud deaspereza superficial (z0), radiacin horizontal global, y humedadrelativa. Stull (1988) proporciona una buena discusin de estosparmetros. El archivo de salida se da solamente en ASCII.

Para deposicin hmeda, se escriben los tres parmetros parala deposicin seca ms dos parmetros adicionales: tipo deprecipitacin (la cual se basa en los cdigos de clima presenteen el archivo de observacin por hora) y la cantidad deprecipitacin. La salida se da solamente en ASCII. La siguienteTabla 2-1 muestra cmo el tipo de precipitacin reportado y suintensidad se convierten a cdigos de precipitacin que seescriben archivo de salida.

Dado que la radiacin horizontal global y la humedadrelativa no son utilizadas por ISCST3, estas dos variablessiempre aparecen en las columnas 102-110 y 111-113,respectivamente. Si los datos son procesados para seco, en lugarde hmedo, las estimaciones de deposicin, entonces hay una

2-15

brecha' en cada registro entre la longitud de aspereza y laradiacin global.

2-16

TABLA 2-1Conversin del tipo e intensidad de precipitacin reportada a

cdigos de precipitacin (lquida)

Cdigo de Precipitacin Tipo Intensidad

1 Lluvia Ligera

2 Lluvia Moderada

3 Lluvia Fuerte

4 Chubascos Ligera

5 Chubascos Moderada

6 Chubascos Fuerte

7 Lluvia Congelante Ligera

8 Lluvia Congelante Moderada

9 Lluvia Congelante Fuerte

10 (no se usa) -

11 (no se usa) -

12 (no se usa) -

13 Llovizna Ligera

14 Llovizna Moderada

15 Llovizna Fuerte

16 Llovizna Congelante Ligera

17 Llovizna Congelante Moderada

18 Llovizna Congelante Fuerte

2-17

TABLA 2-1, continuacinConversin del tipo e intensidad de precipitacin reportada a

cdigos de precipitacin (lquida)

Cdigo de Precipitacin Tipo Intensidad

19 Nieve Ligera

20 Nieve Moderada

21 Nieve Fuerte

22 Perdigones de Nieve Ligera

23 Perdigones de Nieve Moderada

24 Perdigones de Nieve Fuerte

25 (no se usa) -

26 Cristales de Hielo *

27 (no se usa) -

28 Aguanieve Ligera

29 Aguanieve Moderada

30 Aguanieve Fuerte

31 (no se usa) -

32 (no se usa) -

33 (no se usa) -

34 Granos de Nieve Ligera

35 Granos de Nieve Moderada

36 Granos de Nieve Fuerte

37 Perdigones de Hielo Ligera

38 Perdigones de Hielo Moderada

39 Perdigones de Hielo Fuerte

40 (no se usa) -

41 Granizo *

42 (no se usa) -

43 (no se usa) -

44 Granizo Pequeo *

45 (no se usa) -

* Intensidad no reportada para cristales de hielo, granizo y granizo pequeo.

3-1

SECCION 3

EJECUCION DE PCRAMMET Y LA INTERFASE DEL PROGRAMA

El usuario proporciona a PCRAMMET la informacin necesariapara el procesamiento en una de dos maneras: interactivamente,respondiendo a seales de entrada (prompts) del programa, 2) enun modo secuencial usando un archivo que contiene las respuestasa las preguntas que se apareceran durante una sesin interactiva(llamado archivo de respuestas). En esta seccin, se exhibenestos dos mtodos de proveer informacin a PCRAMMET. Serecomienda que PCRAMMET sea ejecutado en el modo interactivohasta que el usuario obtenga familiaridad con las varias sealesde entrada (prompts) y se sienta cmodo(a) haciendo o modificandoarchivos de respuestas.

3.1 MODO INTERACTIVO

El usuario puede proporcionar la informacin necesaria aPCRAMMET respondiendo a una serie de seales (prompts) en lapantalla. Algunas respuestas en particular tendran un efecto enlas subsecuentes seales (prompts). En otras palabras, no todaslas ejecuciones en PCRAMMET tendrn el mismo juego de seales(prompts). PCRAMMET registra las respuestas del usuario en unarchivo con anotaciones llamado INPUTS, el cual puede ser usadopara ejecutar PCRAMMET con las opciones en un men de comandos(comand line), como se discute en la Seccin 3.2.

Para iniciar el modo interactivo, el usuario escribePCRAMMET en la seal (prompt) del sistema operativo DOS luegodespus presionando la tecla ENTER. Lo siguiente es la secuenciade seales (prompts) que aparecen en la pantalla y unadescripcin de las respuestas esperadas. Ntese que no todas lasseales de entrada (prompts) aparecern en cada ejecucin dePCRAMMET. Las seales (prompts) dependen del uso que se le dar ala informacin de salida y el formato de datos a ser usado.Algunas de las seales (prompts) discutidas enseguida se hanagrupado porque (1) todos (2) ninguno apareceran (de nuevo,

3-2

dependiendo de las respuestas previas). Las respuestas puedenproporcionarse en minsculas o maysculas - PCRAMMET conviertemuchos de los caracteres a maysculas para un procesamientocorrecto. Cuando se proporciona el nombre de un archivo, debehacerse conforme a las plataformas de cmputo de las convencionesde nombramiento de archivos. En una plataforma de DOS, este es uncurso (path) opcional seguido de un archivo de 8 caracteres ms 3caracteres de extensin. La longitud mxima para uncurso\nombre.extensin (path/filemane.extension) es de 40caracteres. PCRAMMET trata de identificar cualquier error que elusuario haga cuando proporciona las respuestas. Aparece unmensaje en la pantalla y el programa pide una nueva respuesta. Sifuera vlida pero incorrecta, al presionar simultneamente lasteclas 'control' y 'C', o 'control' y 'break' se regresa a laseal de entrada (prompt) de DOS.

Las seales de entrada (pompts)y sus posibles o esperadasrespuestas son:

1) Se estar haciendo algn clculo de deposicin seca o hmeda? Ninguna (None) / Seca (Dry) / Hmeda (Wet)

El usuario puede responder con NONE (N), DRY (D) o WET(W), que corresponden a no deposicin, deposicin seca,o deposicin hmeda y seca, dependiendo de laaplicacin del modelo de dispersin. Puede tambinusarse la primera letra de la respuesta.

2) Proporcione el nombre del archivo de salida: El nombre del archivo donde la informacin de salidaser escrita se proporciona en esta seal (prompt).

3) Proporcione el tipo de archivo de salida: UNFORM / ASCII :

Esta seal (prompt) aparece solamente si NONE (o N) esla respuesta al tipo de clculo (anteriormente en (1)).Las respuestas vlidas son UNFORM (o U) y ASCII (o A). UNFORM producir el archivo sin formato generado porversiones anteriores de PCRAMMET.

3-3

4) Proporcione el nombre del archivo de datos de altura demezclado:

En esta seal (prompt) se proporciona el nombre delarchivo que contiene las alturas de mezclado de dosveces al da. Si no existe el archivo (e.g., el usuarioescribe equivocadamente el nombre), PCRAMMETinmediatamente muestra un mensaje de error y pide denuevo el nombre del archivo.

5) Proporcione el nombre del archivo de datos superficiales por hora:

Aqu se proporciona el nombre del archivo que contienelas observaciones climatolgicas por hora. Si no existeel archivo (e.g., el usuario escribe equivocadamente elnombre), PCRAMMET inmediatamente muestra un mensaje deerror y pide de nuevo el nombre del archivo.

6) Proporcione el formato de los datos superficiales: CD144 o SAMSON o SCRAM :

Las respuestas vlidas son CD144, SCRAM y SAMSON. Estos formatos se explican en detalle en la Seccin 2.CD144 corresponde al formato que han usado lasversiones anteriores de PCRAMMET, SCRAM se refiere alformato disponible en el boletn electrnico de TTN deOAQPS, y SAMSON se refiere a los datos que el usuarioha obtenido de CD-ROM.

7) Proporcione la latitud de la estacin superficial en gradosdecimales - positivo para estaciones al norte del ecuador:

Proporcione la longitud de la estacin superficial engrados decimales - positivo para estaciones al *oeste* deGreenwich:

Proporcione la zona de tiempo de la estacin superficial - positiva para estaciones al oeste de Greenwich:

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Estas tres seales (prompts) se ven solo si el formatode datos superficiales es CD144 (anteriormente en (6))o SCRAM. El usuario proporciona la latitud y longitud,en grados decimales, que correspondan a la localizacindonde se tomaron las observaciones superficiales porhora. Para que la informacin de salida que usa datosde entrada en CD-144 y de SCRAM, concuerde con lainformacin de salida que usa datos de entrada deSAMSON, la latitud y longitud deben especificarse concuatro o ms dgitos despus del punto decimal.

Si el usuario se encuentra inseguro acerca de losvalores correctos que deben proporcionarse aqu, lalatitud, longitud, y zona de tiempo para todos loslugares en el BBS de SCRAM se encuentran disponiblesbajo el Men Principal de Datos Meteorolgicos.Seleccione Station Lat/Long Values Search en estemen y escriba el nmero de estacin o nombre de laestacin cuando se le pida escribir una clave debsqueda. Alternativamente, el NCDC tiene disponible unmanual de latitudes y longitudes por nombre de estaciny nmero de WBAN. Los datos de SAMSON contienen estainformacin dentro del archivo, as que PCRAMMET no lasolicita. Nota: Estas seales de entrada (prompts) yrespuestas y la informacin de estacin y fechas enarchivos de datos de SAMSON, reemplazan al registro deinicializacin que apareca en el archivo de altura demezclado para versiones anteriores de PCRAMMET.

8) Los datos SAMSON podran ya contener la precipitacin Desea complementarlos con los datos en TD-3240? Si (Yes) / No (No) :

Esta seal se ve solamente si la respuesta al tipo declculo (anteriormente en (1)) es WET y el formato delos datos superficiales es de SAMSON (anteriormente en(6)). Las respuestas vlidas son YES (Y) y NO (N). Siel usuario responde con YES, el usuario especifica elnombre del archivo de los datos de precipitacin enTD-3240, para usarlo (en (9) posteriormente) en caso de

3-5

que a los datos SAMSON que se obtengan de un CD-ROM lesfalten los datos de precipitacin.

9) Proporcione el nombre del archivo de datos de precipitacin por hora:

Esta seal (prompt) aparece solamente si la respuestaal tipo de clculos en (anteriormente en (1)) eshmeda (WET) y el formato de datos superficiales(anteriormente en (6)) es CD144, o si los datos deSAMSON se van a complementar (anteriormente en (8)). Enesta seal (prompt) se proporciona el nombre delarchivo que contiene los datos de precipitacin enformato TD-3240. Si no existe el archivo (e.g., elusuario proporciona mal el nombre), PCRAMMETinmediatamente muestra un mensaje de error y pide denuevo el nombre del archivo.

10) Proporcione el formato del archivo de precipitacin Variable (Variable) o Fijo (Fixed):

Esta seal (prompt) aparece solamente si la respuestaal tipo de clculo (anteriormente en (1)) es hmeda(WET). Las respuestas vlidas son VARIABLE (V) y FIXED(F). Estos trminos se explican en la Seccin 2.1.3.

11) Para la deposicin, son necesarias las caractersticas del lugar

Si la respuesta al tipo de clculo (anteriormente en(1)) es seca (DRY) o hmeda (WET), entonces PCRAMMETsolicita del usuario las propiedades representativas delas mediciones y lugares de aplicacin. Estaspropiedades son necesarias para los clculos dedeposicin seca y hmeda que se efectan en el modeloISCST3. Para muchas de estas caractersticas del lugar,si el usuario proporciona un valor invlido (e.g., unalongitud de aspereza menor a cero), se muestra unmensaje en la pantalla y la seal (prompt) vuelve aaparecer.

Lo que sigue son explicaciones ms detalladas de la

3-6

informacin necesaria para responder a las seales(prompt).

Longitud mnima de Monin-Obukhov Length - Condiciones estables (metros)

La longitud de Monin-Obukhov es una medicin de estabilidadatmosfrica. Es negativa durante el da cuando elcalentamiento superficial resulta en una atmsferainestable, y positiva en la noche cuando la superficie seenfra (atmsfera estable). Los valores cercanos a ceroindican condiciones muy inestables o estables (dependiendodel signo). En reas urbanas durante condiciones estables,el valor estimado de L podra no reflejar adecuadamente lacapa lmite, la cual es menos estable. Hanna y Chang (1991)indicaron que las turbulencias mecnicas generadas porobstculos (edificios) en reas urbanas tienden a produciruna capa superficial "ms neutral" que sobre un lugar sinobstculos. Ellos sugieren que un valor mnimo de L debetomarse para horas estables con el fin de simular esteefecto. Usando una relacin aproximada entre la altura delobstculo y la zona de flujo afectada por un obstculo,ellos sugieren los siguientes valores mnimos para variasclasificaciones de uso de tierras urbanas:

agricultura (abierta) 2 mresidencial 25 mresidencial/industrial compacto 50 mcomercial (edificios de 19-40 pisos) 100 m(edificios de ms de 40 pisos) 150 m

Altura de medicin del viento (metros) La altura a la cual los vientos fueron medidos. Para datostomados en aeropuertos, este valor puede variar de entre 6 a9 metros. El usuario debe determinar la altura delanemmetro. Una buena fuente para estaciones en E.U. son losdatos del Local Climatological Data Annual Summaries,disponibles en el NCDC. Estos resmenes contieneninformacin sobre la instrumentacin al final de cadaentrada de datos de la estacin para todo el perodo delregistro.

3-7

Longitud de aspereza superficial - Lugar de medicin(metros)

La longitud de aspereza superficial es una medida de laaltura de los obstculos al flujo del viento. No es igual alas dimensiones fsicas de los obstculos, pero generalmentees proporcional a ellos. En la Tabla B-1 se muestran losvalores tpicos para un rango de tipos de uso de la tierracomo una funcin de la estacin del ao. En esta seal(prompt), el usuario proporciona un valor representativo dellugar donde se miden los vientos, e.g., un aeropuerto.

Longitud de Aspereza Superficial - Sitio de Aplicacin(metros)En esta seal (prompt), el usuario escribe una longitud deaspereza representativa del lugar donde se aplican losresultados meteorolgicos. La discusin anterior sobre lalongitud de aspereza en el de medicin tambin se aplicaaqu.

Albedo de mediodaEl albedo de medioda se define como una fraccin de laradiacin solar incidente que se refleja del piso cuando elsol est directamente encima. En PCRAMMET automticamentese hacen ajustes para la variacin del albedo con el ngulode elevacin solar. En la Tabla B-2 se da un rango devalores en funcin de varios tipos de uso de la tierra yestaciones del ao.

Coeficiente de BowenEl coeficiente de Bowen es una medida de la cantidad dehumedad en la superficie. La presencia de humedad en lasuperficie de la tierra altera el balance de energa, elcual a su vez altera el sensible flujo de calor de lalongitud de Monin-Obukhov. En las Tablas B-3a, 3b y 3c se daun rango de valores en funcin de tipos de uso de la tierra,estaciones del ao y condiciones de humedad.

Flujo de calor antropognico (W/m2) El flujo de calor antropognico generalmente puededescartarse (djese en cero) en reas fuera de localidades

3-8

altamente urbanizadas. Sin embargo, en reas con elevadasdensidades de poblacin o elevados usos de energa, esteflujo no siempre podra descartarse. Oke (1978) presentaestimaciones de densidad de poblacin y uso per cpita para10 ciudades y obtiene un flujo de calor para cada una. Losvalores de verano son tpicamente un 50% del promedio,mientras que en invierno los valores son cercanos al 150%del promedio en los climas ms fros. La Tabla B-4proporciona una gua para varias reas urbanas.

Fraccin de la radiacin neta absorbida por la tierra El flujo de calor en la tierra durante el da se parametrizacomo una fraccin de la radiacin neta. Los valoressugeridos por Oke (1982) son:

rural 0.15suburbano 0.22urbano 0.27

Con tres tipos de datos extrados y cuatro tipos deobservaciones por hora de la superficie, hay por lo menos 12combinaciones de seales de entrada (prompts) y respuestas. Seisde estas combinaciones de seales de entrada /respuestas semuestran en las siguientes tablas para los tres tipos de clculos(NINGUNO, SECO y HUMEDO) y dos de los formatos de lasobservaciones por hora de la superficie (CD-144 y SAMSON). Cuandose utilizan datos SCRAM las seales de entrada y respuestas sernlas mismas para los datos CD-144 con excepcin de la respuesta ala seales de entrada del "Formato de Datos de la Superficie". Elprocesamiento de datos HUSWO resulta en una combinacin deseales de entrada y respuestas de CD-144 y SAMSON.

3-9

NO DEPOSICION, DATOS EN CD-144

Seal del Programa Respuesta del Usuario Comentarios

Tipo de Clculo NONE (o N) La salida no puede usarse paraestimaciones de deposicin enISCST3

Archivo de Salida nombre del archivo de salida No se muestra en el archivo derespuesta

Tipo de Archivo de Salida UNFORM (o U) o ASCII (o A)

Archivo de Alturas de Mezclado nombre del archivo de alturas demezclado

Archivo de Datos Superficiales porHora

archivo de datos superficiales porhora

Formato de los Datos Superficiales CD144 Pueden usarse datos de SCRAM -responda con SCRAM

Latitud de la Estacin latitud de la estacin grados decimales

Longitud de la Estacin longitud de la estacin grados decimales

Zona de Tiempo de la Estacin zona de tiempo (5=del Este,6=Central, 7=de la Montaa, 8=delPacfico)

entero

NO DEPOSITION, DATOS DE SAMSON


Tipo de Clculo NONE (o N) La salida no puede usarse paraestimaciones de deposicin enISCST3

Archivo de Salida nombre del archivo de salida No se muestra en el archivo derespuesta

Tipo de Archivo de Salida UNFORM (o U) o ASCII (o A)




Formato de los Datos Superficiales SAMSON la latitud, longitud y zona detiempo estn en el archivo dedatos

3-10

DEPOSICION SECA, DATOS EN CD-144


Tipo de Clculo DRY (o D) La salida no puede usarse paraestimaciones de deposicin hmedaen ISCST3

Archivo de Salida nombre del archivo de salida tipo de archivo de salidasolamente ASCII; no se muestra enel archivo de respuesta




Formato de los Datos Superficiales CD144 a los datos SCRAM les faltapresin de estacin; se usa unopredefinido de 1000 mb si se usandatos SCRAM.




entero

Longitud de Monin-Obukhov Mnima metros

Altura de Anemmetro metros

Longitud de Aspereza Superficial -Sitio de Medicin

metros

Longitud de Aspereza Superficial -Sitio de Aplicacin

metros

Medioda Albedo entre 0.0 y 1.0

Cociente Bowen 0.5 = muy hmedo, 10.0 = muy seco

Flujo de Calor Antropognico 0 para rural, 100 para urbanogrande

Fraccin de la Radiacin NetaAbsorbida por la Tierra

0.15 para rural, 0.27 para urbana

3-11

DEPOSICION SECA, DATOS DE SAMSON


Tipo de Clculo DRY (o D) La salida no puede usarse paraestimaciones de deposicin hmedaen ISCST3





Formato de los Datos Superficiales SAMSON




metros


metros






3-12

DEPOSICION HUMEDA, DATOS EN CD-144


Tipo de Clculo WET (o W)





Formato de los Datos Superficiales CD144 a los datos SCRAM les falta climapresente; no use formato SCRAMpara deposicin hmeda en ISCST3




entero

Archivo de Precipitacin por Hora archivo de datos de precipitacin

Formato de Archivo dePrecipitacin

VARIABLE (o V) o FIXED (o F)




metros


metros






3-13

DEPOSICION HUMEDA, DATOS DE SAMSON


Tipo de Clculo WET (o W)





Formato de los Datos Superficiales SAMSON

Complementa los Datos dePrecipitacin SAMSON con TD-3240?

YES (o Y) o NO (o N)

Archivo de Precipitacin por Hora archivo de datos de precipitacin se solicita solo si se usan datoscomplementarios para TD-3240

Formato de Archivo dePrecipitacin

VARIABLE (o V) o FIXED (o F) se solicita solo si se usan datoscomplementarios para TD-3240




metros


metros






3-14

Cuando el usuario responde a la ltima seal (PROMPT),PCRAMMET empieza a procesar los datos. La fecha actualao/mes/da se muestra a medida que se procesa cada da.Dependiendo del sistema que se use, el tiempo de ejecucin dePCRAMMET es de unos 35 segundos en un sistema 80486 de 33 MHz aunos 5 segundos en un sistema Pentium Pro de 200 MHz. Alterminar, se muestra el siguiente mensaje:

Las respuestas a las seales (prompts) del programase han escrito en el archivo "INPUTS."

Ver el archivo PCRAM.LOG para un repaso de esta ejecucin

El mensaje indica que las respuestas dadas durante la sesininteractiva (excluyendo el archivo de salida) pueden encontrarseen el archivo "INPUTS." Este archivo puede usarse en ejecucionessubsiguientes de PCRAMMET (como se describe adelante). La segundalnea indica que en el archivo PCRAM.LOG se encuentra un resumende la ejecucin del programa. Este archivo dado en ASCII puedeverse con cualquier editor de textos o imprimirse en la pantalla.

Adems, si PCRAMMET escribi algn mensaje de error en estearchivo, entonces aparece este mensaje:

*** Advertencia: PCRAMMET gener mensajes de advertencia y se encuentranen PCRAM.LOG

El mensaje indica que se han generado mensajes no fatales yse localizan en PCRAM.LOG. En este archivo se escriben mensajescomo los generados por alturas de mezclado rural de menos de 10metros y advertencias de mltiples formas de precipitacin.

Si sucede un error fatal, PCRAMMET escribe un mensaje enPCRAM.LOG que identifica a la fuente del error. El siguientemensaje se muestra en la pantalla, y PCRAMMET se detiene:

****** Error Fatal ****** Programa Terminado Ver archivo de salida PCRAM.LOG para detalles

3-15

El mensaje debe proporcionar suficiente informacin alusuario para identificar y corregir el problema y reiniciarPCRAMMET. Ejemplos de errores fatales son: 1) un archivo no seencontr y 2) especificacin incorrecta de un formato de archivo(e.g., indicando que los datos superficiales estn en formatoCD-144 cuando en realidad se encuentran en formato SAMSON). Unalista de los mensajes de error se localiza en la Seccin 6.2

Independientemente de que PCRAMMET haya o no terminado conxito de procesar los datos, el usuario debe repasar PCRAM.LOGpara asegurarse de que los datos se procesaron correctamente ycomo se esperaba.

3.2 MODO SECUENCIAL

PCRAMMET registra las respuestas del usuario durante lasesin interactiva en un archivo con anotaciones llamado INPUTS.A este archivo se le conoce como archivo de respuestas. La nicarespuesta que no se escribe en este archivo es el nombre delarchivo de salida. Si el usuario espera volver a ejecutarPCRAMMET con estas respuestas o unas similares, entonces debegrabar INPUTS, e.g., renombrando el archivo de respuesta. Si estearchivo no se grava de alguna manera, entonces la siguientesesin interactiva de PCRAMMET sobre-escribe el archivo sinoportunidad alguna de grabar o renombrar el archivo.

PCRAMMET puede usar este archivo, o una versin modificadade ste, como una de las opciones en el men de comandos (comandline) para ejecutar el preprocesador en modo secuencial. Ademsdel nombre del programa, el usuario proporciona dos archivos: elarchivo con las respuestas a las seales(prompts) que el programamostrara durante la sesin interactiva (archivo_de_respuestas) yel archivo en el que se escribe la informacin de salida(archivo_de_salida). Para empezar PCRAMMET de esta manera,escriba:

PCRAMMET archivo_de_respuestas archivo_de_salida

luego presione la tecla ENTER. Si el usuario escribe solamente

3-16

un nombre de archivo o ms de dos, entonces aparece el siguientemensaje en la pantalla y PCRAMMET se detiene:

ERROR DE INSTRUCCION: PCRAMMET [entrada salida] __ opcional __

Si el men de comandos (comand line) no tiene algn error,PCRAMMET procesa los registros en el archivo de respuestas comosi se hubieran proporcionado interactivamente, y suponiendo queno se encuentra ningn error, procesa los datos meteorolgicos.La fecha actual ao/mes/da se muestra a medida que se procesacada da. Al terminar de procesar los datos con xito, PCRAMMETmuestra el siguiente mensaje:

Ver el archivo PCRAM.LOG para un repaso de esta ejecucin

Si se gener algn mensaje de advertencia, el siguiente mensajetambin aparece, indicando que se generaron mensajes no fatales yse localizan en un archivo:

*** Advertencia: PCRAMMET gener mensajes de advertencia y se encuentranen PCRAM.LOG

Cualquier error en el archivo de respuestas impide quePCRAMMET siga procesando el resto del archivo as como los datosmeteorolgicos. PCRAMMET muestra el siguiente mensaje y luego sedetiene:

****** Error Fatal ****** Programa Terminado

Ver archivo de salida PCRAM.LOG para detalles

Independientemente de que PCRAMMET haya o no terminado conxito de procesar datos, el usuario debe repasar PCRAM.LOG paraasegurarse de que los datos se procesaron correctamente y como seesperaba.

4-1

SECCION 4

DISCUSION TECNICA

En esta seccin se discuten los aspectos tcnicos conrespecto al procesamiento de datos. Estos aspectos incluyen lamanipulacin sencilla de datos (e.g., conversin de datos a lasunidades correctas) y procedimientos sencillos de aseguranza decalidad, mtodos para calcular las alturas de mezclado por hora yestabilidad atmosfrica y las bases tericas para la estimacinde los parmetros de deposicin.

4.1 TIEMPO DEL DIA

Cuando se lee el formato CD-144, PCRAMMET salta el primerregistro de datos por hora en el ao debido a que el perodo de24 horas para los modelos regulatorios empieza en el perodo dela hora 1 con terminacin 0100 LST, y las observaciones en CD-144empiezan en la hora 0000 LST (equivalente a 2400 LST del daanterior). Las lecturas secuenciales del resto de los datosautomticamente se ajustan en cada da sucesivo. Los datosmeteorolgicos de la ltima hora en el ao se suponen igual al dela penltima hora porque los datos del da terminan con la hora23. Los datos del CD-ROM de SAMSON empiezan con la hora 1 yterminan con la hora 24, eliminando la necesidad de saltar unregistro. Sin embargo, la ltima hora del ao puede tener unfaltante de datos y se procesan similarmente a los datos delformato CD-144.

4.2 VALORES POR HORA DE ALTURAS DE MEZCLADO

El procesamiento de alturas de mezclado requiere de: 1)estimaciones matutinas y vespertinas de alturas de mezclado; 2)el tiempo local estndar del amanecer y anochecer y 3)estimaciones por hora de la estabilidad. Las estimacionesmatutinas y vespertinas de altura de mezclado se basan en elmtodo de Holzworth (1972). Dos esquemas de interpolacin que seusan para estimar las alturas de mezclado por hora, uno para

4-2

lugares rurales y otro para lugares urbanos. Ambas estimacionesse incluyen en el archivo de salida de PCRAMMET. El tiempo delamanecer y anochecer se calculan en PCRAMMET en base a la fecha,latitud, longitud, y zona de tiempo, usando relaciones conocidasde Tierra-Sol (e.g., Sellers (1965)). Los valores de latitud,longitud y zona de tiempo para una determinada estacin son datosde entrada requeridos para PCRAMMET cuando se usan datos enformato CD-144. Los datos de SAMSON contienen esta informacin enel primer registro del archivo, haciendo innecesario dar estainformacin.Estimaciones de clases de estabilidad por hora sebasan en el mtodo de Turner (1964) usando el tiempo del da,velocidad del viento superficial y observaciones de capa de nubesy techos.

Para calcular una altura de mezclado por hora, elprocedimiento usa la altura mxima de mezclado (MAX) del daanterior (i-1), el da en que se calcula (i), y el da siguiente(i+1) y la altura mnima de mezclado (MIN) para los das (i) e(i+1). Para lugares urbanos entre la medianoche y el amanecer,bajo estabilidad neutral (i.e., Clase D), la interpolacin esentre MAXi-1 al anochecer del da anterior, y MAXi a las 1400 LSTdel da actual. Para condiciones estables (i.e., Clase E o F), seusa el valor de la altura mnima de mezclado (MIN). Entre elamanecer y las 1400 LST, si la estabilidad se clasifica comoneutral en la hora antes del amanecer, se contina la anteriorinterpolacin entre MAXi-1 y MAXi; si la hora anterior al amanecerse clasifica como estable, la interpolacin es entre MINi y MAXi.Para el periodo 1400 LST al anochecer, se usa el valor para MAXi.Durante las horas entre el anochecer y medianoche bajoestabilidad neutral, la interpolacin es entre MAXi al anochecery MAXi+1 a las 1400 LST del da siguiente; si la estabilidad esestable, la interpolacin es entre MAXi al anochecer y MINi+1 a lamedianoche.

Para lugares rurales entre la medianoche y el amanecer, lainterpolacin es entre MAXi-1 al anochecer del da anterior y MAXia las 1400 LST del da actual. Durante las horas entre elamanecer y las 1400 LST, si la estabilidad se clasifica comoneutral en la hora antes del amanecer, se contina la anteriorinterpolacin entre MAXi-1 y MAXi; si la hora anterior al amanecer

4-3

se clasifica como estable, la interpolacin es entre 0 y MAXi.Para el perodo 1400 LST al anochecer, se usa el valor para MAXi.Durante el anochecer y la medianoche, la interpolacin es entreMAXi al anochecer y MAXi+1 a las 1400 LST del da siguiente.

4.3 CLASES DE ESTABILIDAD PASQUILL-GIFFORD

PCRAMMET reconoce siete clases de estabilidad. Las primerasseis categoras corresponden a las clasificaciones (A-F) dePasquill (1974). La sptima categora corresponde a los "guiones"en la clasificacin original de Pasquill e indica una fuerteinversin trmica nocturna, basada en tierra, con condiciones deflujo del viento no definibles. La prcticas estndar de EPA enmodelacin regulatoria de dispersin es restringir los cambiostemporales en las clases de estabilidad a no ms de uno por hora.El procedimiento de nivelamiento de estabilidad en PCRAMMETimplementa esto.

En el modelo urbano, las categoras de estabilidad 5, 6 y 7(E, F y G) se tratan como de categora 4 (i.e., D o neutral). Asmismo, debe notarse que la mayora de los modelos regulatoriostratan la clase de estabilidad rural de clase G (7) como F (6).Para los casos diurnos, se selecciona la clase de insolacinadecuada por medio del mtodo objetivo de Turner (1964) usandocomo indicadores cubierta nubosa, altura de techo y elevacinsolar. Este mtodo asigna ndices de radiacin neta, usando elcriterio que se muestra en la tabla 4-1, para casos donde lacubierta nubosa total es menor o igual a 5/10. Si la cubiertanubosa es mayor que 5/10, pero menor que 10/10 (cobertura total),la clase de insolacin se reduce en una categora cuando laaltura del techo esta entre 7000 y 16000 pies, y en doscategoras para techos menores a 7000 pies. Para una cubiertanubosa de 10/10 (i.e., cobertura total), la clase de insolacinse reduce en una categora cuando la altura del techo es mayorque 16000 pies y en dos categoras para techos entre 7000 y 16000pies. Para techos por debajo de los 7000 pies y 10/10 de cubiertanubosa, se define una radiacin neta de 0 y se especifica unaestabilidad neutral. Con la excepcin de los casos de nubes bajas10/10, el ndice de radiacin neta nunca se reduce a menos de 1 'dbil'. Los criterios de clasificacin de estabilidad finales se

4-4

seleccionaron de la Tabla 4-2 y de las clases de insolacin deTurner de la Tabla 4-1.

TABLA 4-1Clases de insolacin en funcin de

la altitud solar para cubierta nubosa 5/10*

Angulo de elevacin Clase de Raciacin neta elevacin solar insolacin ndice

00 < a

4-5

TABLA 4-2 Criterios para la clasificacin de la estabilidad

VelocidadElica

Superficial(nudos)

Fuerte Moderada

Leve Dbil CoberturaTotal5/10de

Nubes

< 5/10de

Nubes

1 1 1 2 3 4 6 7

2 1 2 2 3 4 6 7

3 1 2 2 3 4 6 7

4 1 2 3 4 4 5 6

5 1 2 3 4 4 5 6

6 2 2 3 4 4 5 6

7 2 2 3 4 4 4 5

8 2 3 3 4 4 4 5

9 2 3 3 4 4 4 5

10 3 3 4 4 4 4 5

11 3 3 4 4 4 4 4

12 3 4 4 4 4 4 4

4-6

4.4 VIENTOS

En los datos de entrada de direccin del viento por hora enPCRAMMET se comprueban las calmas (codificadas como 0(

por elNWS; ntese que un viento al norte se codifica como 360(

), ladireccin del viento de la hora anterior se sustituye, si seencuentra presente. PCRAMMET convierte todas las direcciones delviento a vectores de flujo (en el rango de 0-360(

) agregando orestando 180(

. Luego, estos vectores de flujo se hacen aleatoriosal sumarles un nmero entero aleatorio de grados de azimut entre-4(

y +5(

. Este procedimiento se aplica para remover la tendenciadireccional introducida en los datos de NWS debido a que sereportan en los 10(

ms cercanos. La aleatoriedad le da al vectorde flujo una probabilidad igual de ocurrir en cualquier lugar delsector de 10(

y as incorpora las fluctuaciones naturales de esteparmetro. Se usa un conjunto estndar de 8784 nmerosaleatorios.

Los datos de velocidad del viento en el formato CD-144 seconvierten de las unidades que reporta el NWS, de nudos a metrospor segundo (ms-1). Las velocidades del viento en los datos deSAMSON ya estn en metros por segundo (al 1/10 ms-1 ms cercano),pero se convierten de nuevo de nudos y a metros por segundo paraasegurar que los resultados en los archivos de salida que usandatos de entrada en formatos de SAMSON y en CD-144 son idnticos.Tal como fue discutido en la Seccin 2.1.2.3, PCRAMMET asume quelos datos HUSWO fueron recuperados en unidades Inglesas. Porconsiguiente, las velocidades del viento en HUSWO se conviertende millas por hora a ms-1. Las velocidades del viento menores a1.0 ms-1 (calmas incluidas) se ajustan en 1.0 ms-1 antes de que sehagan los clculos en PCRAMMET.

4.5 TEMPERATURA

Para los datos en CD-144, SCRAM, y HUSWO, los datos detemperatura ambiente por hora son convertidos de las unidades delNWS en grados Fahrenheit ((

F) a Kelvin ((

K). Para los datos deSAMSON, las unidades son grados Celsius ((

C) y se convierten aKelvin.

4-7

4.6 ASEGURANZA DE CALIDAD

Pueden faltar datos de alguna de las fuentes sobre ciertashoras, das o incluso meses. PCRAMMET efecta una comprobacinlimitada en los datos, dependiendo de la fuente y tipo.

Se comprueba la aseguranza de calidad de los datossuperficiales en CD-144 empezando con el ao, mes, da y hora,para revisar su consistencia y que estn completos. Si uno o msde los registros por hora falta o est fuera de orden, entoncesel programa termina despus de imprimir los mensajes de erroradecuados. PCRAMMET no verifica el nmero de identificacin de laestacin.

Para el formato CD-144, los espacios en blanco en los camposde datos indican un faltante de datos. En PCRAMMET, los datos seleen como hileras de caracteres y luego se comprueba que no hayaespacios en blanco. Si se encuentra un espacio en blanco,entonces se imprime un mensaje de error en un archivo indicandoqu variable falta, con su fecha y hora. Un cdigo de datosfaltante se escribe para esa variable y para esa hora.

Luego, el ao, mes y da de las observaciones superficialespor hora se comparan con las fechas correspondientes del archivode alturas de mezclado. Si estos dos archivos no estn sincroni-zados, PCRAMMET se detiene despus de escribir un mensaje deerror (con el mes y da incongruente) en un archivo. PCRAMMET leebloques de 24 horas y hace una sola comprobacin en el mes y da.

Las observaciones superficiales por hora provenientes delBBS de SCRAM estn en un formato comprimido, i.e., solo sereportan variables selectas y la longitud del registro se acorta.Los datos de SCRAM pueden usarse directamente en PCRAMMET, opueden expandirse usando un programa como MET144, el cual sedistribuye en el BBS de SCRAM. El programa MET144 provee unaopcin para extender el formato de SCRAM al formato de CD-144. Elprograma tambin provee una opcin para enlistar todos los datosfaltantes, con la fecha y tiempo de la ocurrencia, que aparece enel archivo de datos superficiales con el formato de SCRAM.

Antes de procesar los datos de SAMSON, PCRAMMET verifica quese hayan obtenido del CD-ROM las variables meteorolgicas

4-8

necesarias para la opcin de modelado que se intenta hacer(deposicin ninguna/seca/hmeda). Si hay datos insuficientes, seescribe un mensaje en un archivo y PCRAMMET se detiene. Si estnpresentes todas las variables meteorolgicas necesarias, serevisan los datos de SAMSON a medida que se procesa cadaregistro. Si se descubre que falta un valor, se escribe unmensaje en un archivo indicando qu variable falta y la fecha ytiempo de la ocurrencia.

No hay comprobaciones de calidad en los datos de altura demezclado. Si un campo est en blanco, el preprocesador supone unvalor de cero para ese campo. Es responsabilidad del usuarioasegurar que la informacin de este archivo est completa yadecuadamente ordenada.

La estructura y contenido del archivo de precipitacin nopermite que se puedan revisar los datos buscando registrosfaltantes - solo se reporta la hora durante la cual ocurreprecipitacin. Se pasa una fecha y tiempo a la rutina que obtienela precipitacin por hora. Esta fecha y hora son los valores delos archivos de datos CD-144 o SAMSON. Una comprobacin que seefecta para asegurarse que los agrupamientos especiales de datosterminen adecuadamente (marcas especiales identifican a estosagrupamientos). Otra comprobacin en los datos identifica cuandose reportan ambas formas de precipitacin lquida y slida en unahora. Un mensaje que indica tal acontecimiento se escribe en elarchivo de eventos (LOG), y el cdigo que se usa en losprocesamientos de datos corresponde a precipitacin lquida.

4.7 CAPAS DE NUBES ASOS

Tal como fue mencionado en la Seccin 2, la informacin denubes derivada del ASOS, ahora aparece en el CD HUSWO. Estoscampos estn llenos de indicadores de datos faltantes (99999)hasta que ASOS se establece online para estaciones individuales.Hasta tres capas de nubes, con condiciones del cielo y altura dela capa, son reportadas a cada hora. Esta informacin de nubesdebe convertirse a una cubierta nubosa fraccionariacorrespondiente antes de usarse en PCRAMMET. La siguienteconversin es utilizada en PCRAMMET:

4-9

Valor ASOS interpretacin convertido a

00 claro o menor de alcance 0.1 0/1002 disperso de alcance 0.1 a 0.5 3/1004 variable de alcance 0.6 a 0.9 7/1006 nublado de alcance 1.0 10/1007 obstruccin de alcance 1.0 10/1009 desconocido 99(desconocido)

Dado que puede haber hasta tres capas, se toma la cubiertanubosa para esa hora como la capa de nubes con el mayor alcance.Por ejemplo, si dos capas se reportan con un valor de nube de 02para la capa inferior y de 04 para la capa superior, entonces lacubierta nubosa para esa hora se toma como 7/10. Como segundoejemplo, para dos capas que reportan 02 para ambas capas, lacubierta nubosa para esa hora se toma como 3/10.

La altura de techo siempre debe derivarse de los reportesASOS, aunque de la examinacin inicial del CD HUSWO, estaderivacin ya puede haber sido realizada, es decir, hay unaaltura en el campo de la altura de techo la cual no estfaltante. Para un reporte ASOS, PCRAMMET examina el campo dealtura de techo y si el valor no es el dato indicador faltante,entonces utiliza el valor. De no ser as, la altura de techo esdeterminada como la capa de nubes inferior para la cual elalcance es variable o nublado (valores iguales a 04 y mayores,que es una cubierta nubosa 6/10 y mayor). Las capas de nubesdispersas no tienen una altura de techo asociadas, es decir, eltecho es considerado ilimitado. Continuando con el primerejemplo, dado que el valor de la capa inferior es 02 y representanubes dispersas y el valor de la capa superior es 04 y representanubes variables, la altura de la capa de nubes asociada con lacapa variable se define como la altura de techo. En el segundoejemplo, dado que ambas capas reportan un valor de nube de 02,entonces el techo es ilimitado ya que ambas capas son nubesdispersas. Si todas las capas (ya sea una, dos o tres capas)reportan nubes dispersas, el techo sigue siendo ilimitado.

Los procedimientos destacados aqu son consistentes con lasinterpretaciones utilizadas por el Servicio Climtico Nacional yel Centro de Datos Climticos Nacional.

4-10

4.8 ESTIMACIONES DE PARAMETROS DE DEPOSICION

Se necesitan parmetros meteorolgicos adicionales parahacer estimaciones de deposicin seca y/o hmeda en ISCST3. Elclculo de la velocidad de friccin y la longitud deMonin-Obukhov se presentan en esta seccin. Stull (1988)proporciona una buena introduccin a las bases tericas paraestimar estos parmetros.

El da se divide en dos regmenes: estable e inestable. Laatmsfera se considera estable si el tiempo del da est entre elanochecer y el amanecer (del siguiente da) y la transferencia decalor es hacia la superficie de la Tierra. La atmsfera esinestable si el tiempo del da est entre el el amanecer y elanochecer y la transferencia de calor se aleja de la superficiede la Tierra. Los parmetros de inters en el proceso dedeposicin son la longitud de aspereza superficial (z0), lavelocidad de friccin superficial (u

*) y la longitud de

Monin-Obukhov (L).

La longitud de aspereza superficial ya se ha discutido ensecciones anteriores. La velocidad de friccin superficial es unavelocidad caracterstica en base al esfuerzo cortante o decizalla (del viento) en la superficie de la Tierra. La longitudde Monin-Obukhov es un parmetro de estabilidad que relacionaesta velocidad con el transporte de calor. En las siguientes dossecciones, se describen brevemente las estimaciones de estosvalores para lugares donde los datos de entrada para elpreprocesador se midieron. En la seccin final, se usan estosresultados para estimar los parmetros en el lugar donde lainformacin de salida de PCRAMMET se aplicar.

4.8.1 Atmsfera inestable

Durante condiciones convectivas diurnas (L < 0), lasuperficie de la Tierra se calienta, resultando en unatransferencia de calor ascensional. Las estimaciones por hora deeste flujo de calor son necesarias para estimar u

* y L. Aqu las

estimaciones del flujo de calor siguen el desarrollo de Holtslagy van Ulden (1983). El flujo de calor se estima a partir de lacubierta nubosa, temperatura superficial, coeficiente Bowen y elalbedo.

4-11

Una vez computado el flujo de calor, u* y L son determinadasa travs de un procedimiento iterativo utilizando capas desuperficie similares. Mientras que u* y L cambian con cadaiteracin, el flujo de calor por hora permanece fijo.

4.8.2 Atmsfera estable

Los clculos de u* y L para la atmsfera estable (L > 0) se

basan en un mtodo descrito por Venkatram (1980). El mtodo nonecesita un procedimiento iterativo como el de la atmsferainestable. Las estimaciones de u

* y

* (una escala de

temperatura) se hacen a partir de la cubierta nubosa, velocidaddel viento y temperatura. Esto a su vez, proporciona unaestimacin para el flujo de calor, y L se calcula directamente dela definicin de longitud de Monin-Obukov.

4.8.3 Parmetros en el lugar de aplicacin

La discusin anterior se enfoca a las estimaciones en ellugar de medicin. Por lo general, el lugar

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