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aermet [2025/05/15 04:13] – [3.1 Introduction] murilogerberaermet [2025/05/15 11:05] (current) – [3.2.3. Upper Air Data] murilogerber
Line 1: Line 1:
-============3. AERMET ============ +====== 3. AERMET ======
  
  
 With the output data from [[aersurface|AERSURFACE]], we can begin running **AERMET**. With the output data from [[aersurface|AERSURFACE]], we can begin running **AERMET**.
-=====3.1 Introduction ===== 
  
-**AERMET** is a meteorological preprocessor used with the [[aermod|AERMOD]] air dispersion model. Its main function is to process surface and upper air meteorological data to generate the necessary input files for [[aermod|AERMOD]] simulations. **AERMET** calculates key atmospheric parameters such as wind profiles, atmospheric stability, temperature gradients, and turbulence characteristics. These parameters are essential for accurately modeling how pollutants disperse in the atmosphere.+===== 3.1. Introduction =====
  
-^ Aspect          ^ Details ^ +**AERMET** is a meteorological preprocessor used with the [[aermod|AERMOD]] air dispersion model. Its main function is to process surface and upper-air meteorological data to generate the necessary input files for [[aermod|AERMOD]] simulations. **AERMET** calculates key atmospheric parameters such as wind profiles, atmospheric stability, temperature gradients, and turbulence characteristics. These parameters are essential for accurately modeling how pollutants disperse in the atmosphere.
-| **Objective**   | Preprocess meteorological data for [[aermod|AERMOD]], generating atmospheric profiles and planetary boundary layer (PBL) parameters. |   +
-| **Inputs**      | Surface data, upper-air sounding (radiosonde), and site characteristics (Surface roughness length (**Zo**), Albedo (**Alb**) and Bowen ratio (**Bo**)). |   +
-| **Outputs**     | • **.SFC file** - Processed surface data (10m wind, temperature, turbulence parameters) \\ • **.PFL file** - Vertical atmospheric profiles (wind/temperature aloft, PBL height) |+
  
 +^ Aspect ^ Details ^
 +| Objective | Preprocess meteorological data for [[aermod|AERMOD]], generating atmospheric profiles and planetary boundary layer (PBL) parameters. |
 +| Inputs | Surface data, upper-air sounding (radiosonde), and site characteristics (Surface roughness length (**Zo**), Albedo (**Alb**), and Bowen ratio (**Bo**)). |
 +| Outputs | • ''.SFC file'' - Processed surface data (10m wind, temperature, turbulence parameters) \ • ''.PFL file'' - Vertical atmospheric profiles (wind/temperature aloft, PBL height) |
  
 +===== 3.2. Required Files for AERMET =====
  
-===== 3.2 Required Files for AERMET ===== +==== 3.2.1. AERMET Executable ==== 
- +First, download the executable from the [[https://www.epa.gov/scram/meteorological-processors-and-accessory-programs|EPA AERMET]] website.
-==== 3.2.1 AERMET Executable ==== +
-Primeiro, precisamos fazer o download do executavel no site [[https://www.epa.gov/scram/meteorological-processors-and-accessory-programs| EPA AERMET]]. +
- +
-Procure pela secao **MODEL CODE** e clique no executavel compativel com sua versao operacional conforme mostra na [[#Figure 1|Figure 1]], e extraia o arquivo baixado na pasta: ''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'': +
  
 +Navigate to the **MODEL CODE** section and click the executable compatible with your operating system version, as shown in [[#Figure 1|Figure 1]]. Extract the downloaded file to the folder:
 +''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET''.
  
 == Figure 1 == == Figure 1 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:aermetepa.png |Figure 1 – **AERMET** download}} +{{:aermetepa.png |Figure 1 – AERMET download}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 1:** Download the **AERMET** executable according to its specifications in English.+Figure 1: Download the AERMET executable according to its specifications.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
  
-==== 3.2.2 Surface Data ==== +==== 3.2.2. Surface Data ==== 
-Para baixar os dados de superficie, acesse o site [[https://www.ncei.noaa.gov/pub/data/noaa/| surface noaa]] e acesse o diretorio referente ao ano de 2024, conforme mostra a [[#Figure 2|Figure 2]]: +To download surface data, access the [[https://www.ncei.noaa.gov/pub/data/noaa/|NOAA surface data]] website and navigate to the directory for the year 2024, as shown in [[#Figure 2|Figure 2]]:
  
 == Figure 2 == == Figure 2 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:surface2024.png |Figure X – AERSURFACE download}} +{{:surface2024.png |Figure 2 – Surface data download}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 2:** Clique no ano de 2024.+Figure 2: Click on the year 2024.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
  
-Agora procure pelo arquivo chamado ''724397-54831-2024.gz'' (referente a estacao de ''Central Illinois Regional Airport''), faca o download e extraia na pasta ''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'' +Now search for the file named ''724397-54831-2024.gz'' (for the ''Central Illinois Regional Airport station''), download it, and extract it to the folder: 
-Por fim, renomeie o arquivo para ''724397-54831-2024.dat'',crie uma sub-pasta dentro dela chamada ''Surface_data'', e mova o arquivo para essa nova pasta, conforme mostra a [[#Figure 3|Figure 3]]:+''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET''. 
 +Finally, rename the file to ''724397-54831-2024.dat'', create a subfolder named ''Surface_data'', and move the file there, as shown in [[#Figure 3|Figure 3]]:
  
 == Figure 3 == == Figure 3 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:surface2024.png |Figure 3 – Dados de Superficie}} +{{:surfacepasta.png |Figure 3 – Surface data}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 3:** Dados de superficie.+Figure 3: Organized raw surface data file.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
-==== 3.2.3 Upper Air Data ==== 
-Por fim, precisamos fazer o download dos dados de sondagem, acessando o site [[https://www.ncei.noaa.gov/data/integrated-global-radiosonde-archive/access/data-por/| radiosonde]], procurando pela estacao meteorologica de ''USM00074560-data'', referente a cidade de ''Lincoln-IL'' (estacao com dados de radio sondagem mais proxima de Bloomigton). 
-Faca o downlaod conforme mostrado na [[#Figure 4|Figure 4]], e extraia o arquivo na pasta ''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET''. 
  
-== Figure 4 ==+==== 3.2.3. Upper Air Data ==== 
 +Lastly, download the radiosonde data from the [[https://www.ncei.noaa.gov/data/integrated-global-radiosonde-archive/access/data-por/|radiosonde archive]], searching for the station ''USM00074560-data'' (for ''Lincoln, IL'', the closest radiosonde station to Bloomington). 
 +Download the file as shown in [[#Figure 4|Figure 4]], and extract it to: 
 +''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET''.
  
 +== Figure 4 ==
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:USM.png |Figure 4 – AERSURFACE download}} +{{:USM.png |Figure 4 – Radiosonde data download}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 4:** faca o download do arquivo ''USM00074560-data-beg2021.txt.zip''+Figure 4: Download the file ''USM00074560-data-beg2021.txt.zip''.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
-Renomomeie o arquivo para ''USM'', crie uma nova pasta dentro desta com o nome de ''Upper_Air_data'', e envie o arquivo baixado para la (''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET\Upper_Air_data''), como podemos ver na figura [[#Figure 5|Figure 5]]+ 
 +Rename the file to ''USM'', create a new subfolder named ''Upper_Air_data'', and move the file there (''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET\Upper_Air_data''), as shown in [[#Figure 5|Figure 5]]:
  
 == Figure 5 == == Figure 5 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:figura5.png |Figure 5 – AERSURFACE download}} +{{:figura5.png |Figure 5 – Organized radiosonde data}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 5:** Renomeie o arquivo e o envie para a nova pasta.+Figure 5: Rename the file and move it to the new folder.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
-===== 3.3 Configurando o AERMET ===== 
-Agora que temos todos os dados de entradas necessarios para rodar o aermet, iremos separar o processamento em 2 estagios:  
- 
-  * **Stage 1**: Extracts the surface and upper air data from files in which the data are stored in specific archive formats. The quality of the surface, upper air, and site-specific or prognostic data is also assessed during Stage 1; 
-  * **Stage 2**: Reads the output from Stage 1, calculates the boundary layer parameters required by [[aermod|AERMOD]], and generates two AERMODready meteorological data files. 
  
-Podemos ver um exemplo desse fluxograma na [[#Figure X|Figure X]]:+===== 3.3. Configuring AERMET ===== 
 +Now that all required input data is ready, we will split the processing into two stages:
  
 +  * Stage 1: Extracts surface and upper-air data from archived formats and performs quality control.
 +  * Stage 2: Processes Stage 1 outputs to calculate boundary layer parameters for [[aermod|AERMOD]].
  
-== Figure X ==+The workflow is illustrated in [[#Figure 6|Figure 6]]:
  
 +== Figure 6 ==
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:FLUXOAERMET.png |Figure X – AERSURFACE download}} +{{:AERMETSTG.png |Figure 6 – AERMET workflow}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure X:** Fluxograma do AERMET+Figure 6: AERMET processing stages.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
-==== 3.3.1 AERMET STAGE 1 ==== 
  
-Crie um documento de texto na pasta ''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'' chamado ''aermet_STG1'' e preencha o com os seguintes dados: +==== 3.3.1. AERMET STAGE 1 ==== 
- +Create a text file named ''aermet_STG1.txt'' in ''C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'' with the following content:
-<code> +
-**          Stage 1 +
-job +
-  messages  msgSTG1.mes +
-  report    msgSTG1.rpt +
-  +
  
 +<code> ** Stage 1 job messages msgSTG1.mes report msgSTG1.rpt
 upperair upperair
-**          Upper air data for Bloomington, IL +** Upper air data for Bloomington, IL 
-   data      .\Upper_Air_data\USM.txt IGRA +data .\Upper_Air_data\USM.txt IGRA 
-   extract   upper.iqa +extract upper.iqa 
-   location  00074560  40.15N  89.33W  5  179.2 +location 00074560 40.15N 89.33W 5 179.2 
-   xdates    2024/1/1 to 2024/1/2 +xdates 2024/1/1 to 2024/1/2 
-   qaout     upper.oqa+qaout upper.oqa
  
 surface surface
-**           Surface data for Central IL, Bloomigton/Normal +** Surface data for Central IL, Bloomington/Normal 
-   data      .\Surface_data\724397-54831-2024.dat ISHD +data .\Surface_data\724397-54831-2024.dat ISHD 
-   extract   surface.iqa +extract surface.iqa 
-   qaout     surface.oqa +qaout surface.oqa 
-   location  54831 40.66N  89.69W 5 +location 54831 40.66N 89.69W 5 
-   xdates    2024/1/1 to 2024/1/2 +xdates 2024/1/1 to 2024/1/2
 </code> </code>
  
-=== 3.3.1.1 Configuração do Estágio 1 do AERMOD ===+=== 3.3.1.1. Stage 1 AERMET Configuration === 
 +== JOB Section == 
 +| Line | Description | 
 +| messages m1.mes | Log file storing processing messages | 
 +| report m1.rpt | Detailed report file with processing results |
  
-== Seção JOB == +== UPPERAIR Section == 
-| **Linha**              | **Descrição**                                                                 | +| Line | Description | 
-| `messages  m1.mes`     | Arquivo de log que armazenará mensagens do processamento                     | +| data .\Upper_Air_data\USM.txt IGRA | Path to raw radiosonde data in IGRA format | 
-| `report    m1.rpt`     | Arquivo de relatório com resultados detalhados do processamento               |+| extract upper.iqa | Output file with extracted data (pre-QA) | 
 +| location 00074560 40.15N 89.33W 5 179.2 | Station details: \ • Code: 00074560 \ • Coordinates: 40.15N 89.33W \ • Anemometer height: 5m \ • Terrain elevation: 179.2m | 
 +| xdates 2024/1/1 to 2024/12/31 | Processing period (full year) | 
 +| qaout upper.oqa | Final post-QA output file |
  
-== Seção UPPERAIR == +== SURFACE Section == 
-| **Linha**                              | **Descrição**                                                                 | +| Line | Description | 
-| `data .\Upper_Air_data\USM.txt IGRA`   | Caminho para dados brutos de radiossondagem no formato IGRA                   | +| data .\Surface_data\724397-54831-2024.dat ISHD | Surface data in ISHD format (Integrated Surface Hourly Data) | 
-| `extract   upper.iqa`                  | Arquivo de saída com dados extraídos (antes do QA)                            | +| extract surface.iqa | Extracted data before QA | 
-| `location 00074560 40.15N 89.33W 5 179.2` | Identificação da estação: \\ • Código: 00074560 \\ • Coordenadas: 40.15N 89.33W \\ • Altura do anemômetro: 5m \\ • Altura do terreno: 179.2m | +| qaout surface.oqa | Validated data ready for use | 
-| `xdates 2024/1/1 to 2024/12/31`        | Período de processamento (1 ano completo)                                     | +| location 54831 40.66N 89.69W 5 | Station details: \ • WBAN code: 54831 \ • Coordinates: 40.66N 89.69W \ • Measurement height: 5m | 
-| `qaout upper.oqa`                      | Arquivo final após controle de qualidade                                      |+| xdates 2024/1/1 to 2024/12/31 | Time window matching upper-air data |
  
-== Seção SURFACE == +==== 3.3.2. AERMET STAGE 2 ==== 
-| **Linha**                                  | **Descrição**                                                                 | +Create another text file named ''aermet_STG2.txt'' in the same folder with:
-| `data .\Surface_data\724397-54831-2024.dat ISHD` | Dados superficiais no formato ISHD (Integrated Surface Hourly Data)       | +
-| `extract surface.iqa`                     | Dados extraídos antes da validação                                            | +
-| `qaout surface.oqa`                       | Dados validados prontos para uso                                              | +
-| `location 54831 40.66N 89.69W 5`          | Identificação da estação: \\ • Código WBAN: 54831\\ • Coordenadas: 40.66N 89.69W \\ • Altura de medição: 5m | +
-| `xdates 2024/1/1 to 2024/12/31`           | Janela temporal idêntica aos dados de altitude                                | +
- +
-== Fluxo de Processamento == +
-<code> +
-[USM.txt] → (extração) → [upper.iqa] → (QA) → [upper.oqa] +
-[724397-54831-2024.dat] → (extração) → [surface.iqa] → (QA) → [surface.oqa] +
-</code> +
- +
-=== 3.3.1.2 Observações Técnicas === +
-• **Formatos Suportados**:  +
-  * IGRA para dados de altitude +
-  * ISHD para dados de superfície +
-• **Controle de Qualidade (QA)**: Remove dados inconsistentes (ex: vento > 50 m/s) +
-• **Sincronia Temporal**: Ambos conjuntos usam o mesmo período (2024) +
-==== 3.3.2 AERMET STAGE 2 ==== +
- +
-Agora criaremos um outro documento de texto nessa mesma pasta chamado ''aermet_STG2'', e iremos configura-lo da seguinte forma: +
- +
-<code> +
-**          Stage 2 +
- +
-JOB +
-  MESSAGES  mcr_st2.mes +
-  REPORT    mcr_st2.rpt+
  
 +<code> ** Stage 2 JOB MESSAGES mcr_st2.mes REPORT mcr_st2.rpt
 UPPERAIR UPPERAIR
-  QAOUT   upper.oqa+QAOUT upper.oqa
  
 SURFACE SURFACE
-  QAOUT     surface.oqa+QAOUT surface.oqa
  
 METPREP METPREP
- +OUTPUT METAR.SFC 
-  OUTPUT    METAR.SFC +PROFILE METAR.PFL 
-  PROFILE   METAR.PFL +LOCATION 000001 40.47N 88.97W 0 
-   +METHOD REFLEVEL SUBNWS 
-  LOCATION   000001 40.47N  88.97W  0 +METHOD WIND_DIR RANDOM 
-  METHOD     REFLEVEL  SUBNWS +NWS_HGT WIND 6.1 
-  METHOD     WIND_DIR  RANDOM +AERSURF BL_2024_Imp_Can.sfc
-  NWS_HGT    WIND      6.1 +
-   +
- +
-  AERSURF   BL_2024_Imp_Can.sfc+
 </code> </code>
  
-=== 3.3.2.1 Configuração do Estágio 2 do AERMOD === +=== 3.3.2.1. Stage 2 AERMET Configuration === 
- +== METPREP Section == 
-== Seção JOB == +| Line | Description | 
-| **Linha**                  | **Descrição**                                                                 | +| OUTPUT METAR.SFC | Processed surface data output file | 
-| `MESSAGES  mcr_st2.mes`    | Arquivo de log para mensagens de processamento do Estágio 2                   | +| PROFILE METAR.PFL | Processed vertical profiles output file | 
-| `REPORT    mcr_st2.rpt`    | Relatório detalhado dos resultados do Estágio 2                               | +| LOCATION 000001 40.47N 88.97W 0 | Site details: \ • Code: 000001 \ • Coordinates: 40.47N 88.97W \ • Reference height: 0m | 
- +| METHOD REFLEVEL SUBNWS | Reference height method (NWS standard) | 
-== Seção UPPERAIR == +| METHOD WIND_DIR RANDOM | Wind direction handling for missing data (random imputation) | 
-| **Linha**                  | **Descrição**                                                                 | +| NWS_HGT WIND 6.1 | NWS standard wind measurement height (6.1m) | 
-| `QAOUT   upper.oqa`        | Arquivo de entrada com dados de altitude já validados (gerado no Estágio 1)   | +| AERSURF BL_2024_Imp_Can.sfc | Surface characteristics file from [[aersurface|AERSURFACE]] |
- +
-== Seção SURFACE == +
-| **Linha**                  | **Descrição**                                                                 | +
-| `QAOUT   surface.oqa`      | Arquivo de entrada com dados de superfície já validados (gerado no Estágio 1) | +
- +
-== Seção METPREP == +
-| **Linha**                          | **Descrição**                                                                 | +
-| `OUTPUT    METAR.SFC`           | Arquivo de saída com dados de superfície processados                          | +
-| `PROFILE   METAR.PFL`           | Arquivo de saída com perfis verticais processados                             | +
-| `LOCATION   000001 40.47N 88.97W 0`| Identificação do local: \\ • Código: 000001 \\ • Coordenadas: 40.47N 88.97W \\ • Altura de referência: 0m | +
-| `METHOD     REFLEVEL  SUBNWS`       | Define o método de referência para altura (usando padrão NWS)                 | +
-| `METHOD     WIND_DIR  RANDOM`       | Método para tratamento de direção do vento quando há dados faltantes          | +
-| `NWS_HGT    WIND      6.1`         | Altura padrão de medição do vento (6.1m) conforme padrão NWS                 | +
-| `AERSURF   BL_2024_Imp_Can.sfc`    | Arquivo com características de superfície gerado pelo AERSURFACE | +
- +
-=== 3.3.2.2 Observações Técnicas === +
-• **Entradas**:  +
-  - Dados já validados (`.oqa`) do Estágio 1 +
-• **Saídas Principais**: +
-  - `.SFC`: Dados de superfície formatados +
-  - `.PFL`: Perfis verticais para o AERMOD +
-• **Métodos Especiais**: +
-  - `RANDOM`: Preenchimento aleatório de direção do vento para dados faltantes +
-  - `SUBNWS`: Ajuste de altura conforme padrão National Weather Service +
-• **AERSURFACE**: Arquivo opcional para características detalhadas da superfície+
  
 ===== 3.4 Running AERMET ===== ===== 3.4 Running AERMET =====
 +Open Command Prompt and run:
  
-Configurado os estagios, iremos agora rodar esses arquivos no **CMD**. Abra o Prompt de Comando e digite: +  - Navigate to the folder: ''cd C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'' 
-''cd C:\Users\Cliente\Desktop\AermodTutorial\3.AERMET'' e aperte **enter** no teclado, depois digite ''aermet aermet_STG1.txt'' e clique enter novamente, conforme mostra na [[#Figure 8|Figure 8]] +  - Execute Stage 1: ''aermet aermet_STG1.txt'' ([[#Figure 8|Figure 8]]) 
 +  - Execute Stage 2: ''aermet aermet_STG2.txt'' ([[#Figure 9|Figure 9]])
  
 == Figure 8 == == Figure 8 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:stg1CMD.png |Figure 8 – AERSURFACE download}} +{{:stg1CMD.png |Figure 8 – Running Stage 1}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 8:** Executando o estagio 1.+Figure 8: Executing Stage 1.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
- 
-Feito isso, faca o mesmo com o estagio 2, digitando ''aermet aermet_STG2.txt' e apertando enter novamente, como podemos observar na [[#Figure 9|Figure 9]] 
  
 == Figure 9 == == Figure 9 ==
- 
 <WRAP box center> <WRAP box center>
-{{:stg2CMD.png |Figure 9 – AERSURFACE download}} +{{:stg2CMD.png |Figure 9 – Running Stage 2}}
 <WRAP center> <WRAP center>
-**Figure 9:** Executando o estagio 2.+Figure 9: Executing Stage 2.
 </WRAP> </WRAP>
 </WRAP> </WRAP>
  
-With this completed, we can proceed to [[aermap|AERMAP]].+===== What is next? ===== 
 + 
 +With this completed, we can proceed to [[aermap|AERMAP]],  which is the last processor before moving on to [[aermod|AERMOD]]. 
 + 
 +Attachment 
 +Here you can download the folder I used to create this document. It is important that you use it only for comparison purposes or in case you are unable to make progress on the project. Attached: {{ :3.aermet.rar | aermet.rar}}
aermet.1747307598.txt.gz · Last modified: 2025/05/15 04:13 by murilogerber
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