# T ec hn i c a l S upp o r t D o c u m e n t

C a li f o r n i a 20 07 Tr a n s p o r t SI P

E v a l u a t i o n o f S

i g n i f i c a n t C o n t r i b u t i o n t

o N o n a tt a i n m e nt a nd

I nt e r f e r e n c e w i th M a i n t e n a n c e f o r t h e 1 99

7 8

- h o u r O z o n e N AA Q S

U .S

. E P A

, R e gi o n 9

F e b r u a ry 2

5

, 2 0 1 1E P A h a s e v a l u a t e d t h e po t e n t i a l f o r C a l i f o r n i a e mi s s i o n s t o c o n t r i b u t e s i g n i f i c a n t l y t o

n o n a tt a i n m e n t o r t o i n t e r f e r e w i t h m a i n t e n a n ce o f t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S a t s p e c i f i e d

m o n i t o r i n g s i t e s i n

T e x a s

.

T o e v a l u a t e t h e po t e n t i a l f

o r o z o n e t r a n s p o r

t f r o m C a l i f o r n i a t o t h e “ n o n a tt a i n m e n t ” r ece p t o r s

t h a t E P A i d e n t i f

i e d i n e a s t e r n

T e x a s f o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S a s p a r t o f t h e T r a n s p o r t

R u l e P r o p o s a l

( s ee 75 F R 45210 a t 4525 2

, A ugu s t 2

, 2010 )

, w e r e l y o n t h e o z o n e c o n ce p t u a l

m o d e l s p r e p a r e d b y t h e T e x a s C o m m i ss i o n o n E n v i r o n m e n t a l Q u a l it y ( C E Q ) f o r t h e D a ll a s F o r

t

W o r t h a r ea 1 a n d t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a a r ea, 2 b o t h o f w h i c h a r e d e s i g n a t e d

n o n a tt a i n m e n t f

o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S

. S ee 40 C F R 81

. 344

. T h e s e o z o n e

c o n ce p t u a l m

o d e l s d i s c u ss f

o r m a t i o n o f o z o n e i n t h e s e t w o n o n a t t a i n m e n t a r ea s

, i n c l u d i ng

m e t e o r o l og y a n d t h e po t e n t i a l f o r o z o n e t r a n s p o r

t f r o m o t h e r s t a

t e s. T h e s e a n a l y s e s i n c l

u d e b a c k

t r a j ec t o r y m o d e li ng a n d a r e d e s c r i b e d i n S ec t i o n 1 b e l o w ( “ E v a l u a t i o n o f S i g n i f i c a n t

C o n t r i b u t i o n t o N o n a t t a i n m e n t f o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S ” )

. T o e v a l u a t e t h e po t e n t i a l

f o r o z o n e t r a n s p o r

t f r o m C a l i f o r n i a t o t h e “ m a i n t e n a n c e

- o n l y ” r ece p t o r s t h a t E P A i d e n t i f i e d i n

ea s t e r n T e x a s f o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S a s p a r t o f t h e T r a n s p o r t R u l e P r o p o s a l

( s ee 75

F R 45210 a t 4525 3 )

, w e r e l y o n a b ac k t r a j ec t o r y a n a l y s i s o f a i

r p a r c e l p a t h w a y s t o t h o s e

m a i n t e n a n c e r ece p t o r s b a s e d o n a i r qu a l it y d a t a f

o r t h e y ea r s 2005

- 200 6

. T h e b ac k t r a j ec t o r i e s

a r e d e s c r i b e d i n S ec t i o n 2 b e l o w ( “ E v a l u a t i o n o f I n t e r f e r e n ce w it h M a i n t e n a n ce f o r t h e 1997 8-

h o u r O z o n e NAAQ S ” )

.

B a s e d o n t h e s e a n a l y s e s , E P A b e l i e v e s t h a t t h e po t e n t i a l f o r e mi ss i o n s f

r o m C a li f o r n i a s o u r ce s t o

c o n t r i b u t e s i g n i f

i c a n t l y t o n o n a t t a i n m e n t o r i n t e r f e r e w it h m a i n t e n a n ce o f t h e 1997 8

- h o u r O z o n e

NA A Q S i n e i t h e r t h e D a ll a s F o r t W o r t h o r H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a n o n a tt a i n m e n t a r ea s i n

T e x a s i s v e r y lim i t e d

.

1 . E v a l u a t i o n o f S i g n i f

i ca n t C o n t r i b u t i o n t o N o n a tt a i n m e n t f o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NAAQ S

A

. D a ll a s F o r t h W o r

t h

A pp e n d i x G o f t h e T e x a s C E Q s ’ D a ll a s

- F o r t W o r t h E i g h t

- H o u r O z o n e N o n a t t a i n m e n t A r ea

A tt a i n m e n t D e m

o n s t r a t i o n i n c l ud e s a c o n ce p t u a l m o d e l o f o z o n e f

o r m a t i o n i n A

pp e n d i x G

,

e n t i t l e d “ D F W N o n a t t a i n m e n t A r ea O z o n e C o n ce p t u a l M o d e l ” ( “ D F W O z o n e M o d e l ” ). 3 T h e

D F W O z o n e M o d e l p r o v i d e s a c h a r ac t e r i za t i o n o f o z o n e t r e n d s

, p r ec u r s o r s, f o r m a t i o n

, a n d

t r a n s p o r t i n t h e g e o g r a ph i c a r ea

. I t d i s c u s s e s t h e e ff e c t o f m e t e o r o l og y o n o z o n e f

o r m a t i o n i n

C h a p t e r 3

, W i n d M e t e o r o l og y a n d O z o n e L e v e l s

, a n d t h e po t e n t i a l f o r t r a n s p o r

t i n C h a p t e r 7

,

1 D a l la s

- F o r t W o r t

h E i g h t

- H o u r O z o n e N o

n a t t ai n m e n t A

r ea A tt ai n m e

n t D e m o n s t r a ti o n

, M a y 23

, 200 7

, a t A pp e n d i x

G : “ DF W N o n a

t t a i n m e n t A

r e a O z o n e C o

n ce p t u a l M o d e l” ( “ DF W O z o n e M o d e l” )

, a v a ila b l e a t

h tt p :// w w w

. t ce q

. t e x a s

. g ov /im p l e m e n t a

ti o n / ai r / s i p / d f

w

_ r e v i s i o n s

. h t

ml # a d- s ip

. 2 D r a f t H o u s t o n

- G al v e s t o n

- B r a z o r ia N o n a t t a i n m e n t A r e a O z o n e C o

n ce p t u a l M o d e l

, M a y 2009 ( “ H G B O z o n e

M o d e l” )

, a v ai l a b l e a t

h tt p :// w w w

. t ce q

. t e x a s

. g ov /a ss e t s / pu b li c /i m

p l e m e n t a t i o n / a i r / a m / m o d e li ng /

h g b8 h 2 / d o c / H G B 8 H 2_C o n ce p t u al

_ M o d el

_200905 1 9

. pdf

. 3 S e e f n

. 1 a bo ve

.O z o n e T r a n s p o r t

. T h i s i n f o r m a t i o n c r ea t e s a c o m

p r e h e n s i v e p i c t u r e o f n o t o n l y w h e r e a n d w h e n

o z o n e f o r m s

, b u t a l s o h o w a n d w h y o z o n e f o r m s i n t h e g e o g r a ph i c a r ea

. E P A h a s r e v i e w e d t h e

i n f o r m a t i o n p r o v i d e d i n t h e s e c h a p t e r s t o e v a l u a t e t h e po t e n t i a l f

o r C a l i f o r n i a e m i ss i o n s o u r ce s

t o c o n t r i b u t e s i g n i f

i ca n t l y t o n o n a t t a i n m e n t o f t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S i n t h e D a ll a s

F o r t h W o r t h a r ea

.

B ac k t r a j ec t o r i e s a r e p r e s e n t e d i n C h a p t e r 3 o f t h e D F W O z o n e M o d e l

, W i nd M e t e o r o l og y a n d

O z o n e L e v e l s . T h e s e b ac k t r a j ec t o r i e s a r e d e s c r i b e d a s f o l l o w s :

T o d e t e r mi n e h o w t h e w i n d p a t t e r n s e f f e c t t h e o z o n e c o n c e n t r a t i o n s

, o z o n e a n d

m e t e o r o l og y d a t a w e r e o b t a i n e d f r o m t h e E nv i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ’ s A i r Q u a l it y

S y s t e m ( AQ S ) d a t a b a s e

. D a t a f r o m 2001 t o 200 3 w a s u s e d f o r t h e upp e r w i n d s a n a l y s i s

,

a n d d a t a f r o m 1997 t o 200 4 w a s u s e d f o r t h e s u r f

a ce w i n d s a n a l y s i s

. D a t a f o r l o n g r a n g e

o r a l o f t w i n d s o r i g i n a t e d f

r o m t h e N a t i o n a l M e t e o r o l og y C e n t e r ( N M C ) u s i n g ET A D a t a

A s s imi l a t i o n s S y s t e m ( E D A S )

.

U pp e r L eve l W

i nd s

L o n g -r a n g e w i nd s t e n d t o h a v e a c y c li c v a r i a t i o n d e p e n d e n t o n t h e s ea s o n

. U s i ng t h e

HY SP L I T b ac k t r a

j ec t o r y m o d e l

, b ac k t r a

j ec t o r i e s w e r e c r ea t e d f

o r m u l t i p l e y ea r s

, u s i n g

m u l t i p l e s t a r t t im e s a n d t r a

j ec t o r y e l e v a t i o n s

. B ac k t r a j ec t o r i e s w e r e t h e n g r o up e d b y

s ea s o n

, a n d t r a

j ec t o r y d e n s i t y e n dp o i n t p l o t s w e r e c r ea t e d t o d e m o n s t r a t e t h e s ea s o n a l it y

o f t h e upp e r w i n d s

. F i gu r e 3

- 1 s h o w s t r a j ec t o r y d e n s it y p l o t s o f d a il y b ac k t r a j ec t o r i e s

o v e r a 3

- y ea r p e r i o d

. E ac h t r a j ec t o r y i s 48 h o u r s l o n g

, a n d ea c h d a y c o n t a i n s t h r ee

t r a j ec t o r i e s a t h e i g h t s o f 100

, 500

, a n d 1300 m e t e r s . E ac h d a y h a s t h

r ee s t a r t t im e s o f 20

, 21

, a n d 22 G M T ( 2 : 00 P M, 3 : 0 0 P M

, a n d 4 : 00 P M L S T )

. D F W O z o n e M o d e l a t pg

. 3

- 1

.

T h e b a c k t r a

j ec t o r i e s s h o w n i n F i gu r e 3

- 1 o n p a g e 3

- 2 o f t h e D F W O z o n e M o d e l (r e p r o du ce d

b e l o w ) i n d i ca t e t h a t t h e r e i s l i tt l e p o t e n t i a l f o r t r a n s p o r

t f r o m C a l i f o r n i a du r i n g t h e s u mm e r

m o n t h s

, w h e n t h e po t e n t i a l f o r o z o n e f

o r m a t i o n i s g e n e r a ll y h i g h e s t

. T h e D F W O z o n e M o d e l

d e s c r i b e s t h e s e t r a

j ec t o r i e s a s f

o l l o w s :

F i gu r e 3

- 1 s h o w s t h a t t r a

j ec t o r i e s du r i n g t h e w i n t e r m o n t h s t e n d t o b e l o n g e r a n d f r o m

t h e n o r t h w e s t

, im

p l y i ng t h a t w i n d s p e e d s a r e h i g h . T h i s i s c o n s i s t e n t w it h c o l d f r o n t s

s w ee p i ng ac r o ss t h e n a t i o n f r o m w e s t t o ea s t

. F

r o m J u n e t o S e p t e m

b e r

, t h e D F

W a r ea

e x p e r i e n c e s f

e w e r ca s e s o f w i nd s f

r o m t h e w e s t

, w h i l e f

r o m A p r i l t o J u n e t r a

j e c t o r i e s c a n

r eac h b ac k a s f

a r s o u t h a s t h e Y u ca t a n p e n i n s u l a

. D u r i n g t h e s u mm e r

, t h e D F W a r ea

e x p e r i e n c e s l o w e r w i n d s p ee d s a n d m o r e w i n d s f

r o m t h e G u l f o f M e x i c o

. D F W O z o n e M o d e l a t pg

. 3

- 1

.F i g u r e 3- 1 : B a c k T r a jec t o r y D e n s iti e s D e m o n s t r a t i n g S e a s o n a l V a

r i a t i o n.I n a d d i

t i o n

, a n a n a l y s i s o f b ac k t r a j ec t o r i e s f

o r h i g h a n d l o w o z o n e d a y s

, p r e s e n t e d i n F i gu r e 3

- 2

o n p a g e 3

- 3 o f t h e D F W O z o n e M o d e l (r e p r o du c e d b e l o w )

, i n d i ca t e s t h a t t h e r e i s l it t l e po t e n t i a l

f o r t r a n s p o r

t f r o m C a li f o r n i a o n h i g h o z o n e d a y s . T h e D F W O z o n e M o d e l d e s c r i b e s t h e s e

t r a j ec t o r i e s a s f

o l l o w s :

F i gu r e 3

- 2 s h o w s b ac k t r a j e c t o r y d e n s it y p l o t s f

o r h i g h a n d l o w e i g h t

- h o u r o z o n e d a y s

f r o m 2001 t o 200 4

. E ac h t r a j ec t o r y i s 36 h o u r s l o ng

, ce n t e r e d a t D a ll a s H i n t o n S t

. , a n d

h a s a s t a r t t im e o f 21 G M T ( 3 : 00 P M L S T )

. T h e t op p l o t s h o w s b ac k t r a j ec t o r y d e n s it i e s

f o r a l l d a y s

, a n d t h e b o tt o m p l o t s h o w s t h e b ac k t r a j ec t o r i e s f

o r d a y s w h e n t h e o z o n e w a s

g r ea t e r t h a n 85 pp b

. F i gu r e 3

- 2 s h o w s t h a t o n d a y s w h e n e i g h t

- h o u r o z o n e c o n ce n t r a t i o n s

a r e a t l e a s t 85 pp b

, b ac k t r a j e c t o r i e s t e n d t o h a v e a m o r e ea s t e r l y a n d s o u t h ea s t e r l y

c o m p o n e n t

. T r a

j ec t o r y l e n g t h s a l s o t e n d t o b e s h o r t e r

, i m p l y i ng t h a t w i n d s p e e d s a r e

s l o w e r ; s l o w w i nd s p ee d s a r e c o n du c i v e t o h i g h e r o z o n e p r o d u c t i o n . T r a

j ec t o r i e s f

o r a l l

d a y s a r e l o n g e r

, im

p l y i ng h i g h e r w i nd s p ee d s

. A l s o

, w i n d d i r ec t i o n s o n a l l d a y s t e n d t o

b e m o r e v a r i e d

, w i t h o n l y a

s li g h t w e s t e r l y c o m

p o n e n t

.

* * *

D u r i n g t h e s u mm e r m

o n t h s

, w h e n o z o n e c o n c e n t r a t i o n s a r e h i g h e r

, t h e D F W a r ea ’ s upp e r

w i n d s h a v e a m

o r e s o u t h e r l y c o n t r i b u t i o n

, a s li g h t ea s t e r l y c o n t r i b u t i o n

, a n d l e ss o f a

w e s t e r l y c o n t r i b u t i o n . T h e w i n d f i e l d a n a l y s i s s h o w e d t h a t b o t h upp e r l e v e l a n d s u r f a c e

w i n d s g e n e r a ll y c o m e f

r o m t h e s o u t h ea s t e r n d i

r ec t i o n s du r i n g t h e o z o n e s ea s o n

. H i g h

o z o n e d a y s t e n d t o h a v e s l o w e r w i nd s t h a t c o m e f r o m a s o u t h ea s t e r l y d i r ec t i o n

.

D F W O z o n e M o d e l a t pp

. 3

- 2

, 3

- 8

.C h a p t e r 7 o f t h e D F W O z o n e M o d e l ( O z o n e T r a n s p o r t ) d e s c r i b e s o z o n e t r a n s p o r t a s f o l l o w s :

B eca u s e t h e D F W a r ea i s l o ca t e d f a r f r o m t h e T e x a s b o r d e r s

, it i s d i f f i c u l t t o d e t e r mi n e

w h e t h e r t r a n s p o r

t i n t o t h e a r ea i s f

r o m o u t

- o f

- s t a t e s o u r ce s o r i n

- s t a t e s o u r ce s

. I n o r d e r t o

d e t e r mi n e t h e e x t e n t t o w h i c h t h e a r ea i s e ff e c t e d b y t r a n s p o r

t

, t h e b ac kg r o u n d o z o n e a n d

t h e up w i n d o z o n e w e r e i nv e s t i g a t e d

. D F W O z o n e M o d e l a t pg

. 7

- 1

.

T h e c o n c l u s i o n t o C h a p t e r 7 i n d i ca t e s t h a t C a l i f o r n i a i s n o t a m

o n g t h e s t a

t e s li k e l y t o a ff

ec t

o z o n e c o n ce n t r a t i o n s i n t h e D a l l a s F o r t h W o r t h a r ea :

C o n c l u s i o n s

T h e s e s t u d i e s o n t r a n s p o r t i n t h e D F W a r ea

s h o w s imi l a r r e s u l

t s . T h e b ac kg r o u n d o z o n e

a n a l y s i s a n d t h e up w i n d / d o w n w i nd a n a l y s i s b o t h s h o w t h a t b ac kg r o u n d

, o r up w i n d

,

o z o n e c o n ce n t r a t i o n s i n t h e D F W a r ea a r e q u it e h i g h a n d t h a t t h e y a r e e v e n h i g h e r o n

e i g h t

- h o u r o z o n e e x cee d a n ce d a y s . T h e h i g h o z o n e l e v e l s c ou l d b e du e t o t r a n s p o r t f r o m

o t h e r r e g i o n s

, b u t i t ca nn o t b e d i s t i n g u i s h e d w h e t h e r o r n o t t h e t r a n s p o r t e m a n a t e s f

r o m

i n

- s t a t e s o u r ce s

, o u t

- o f

- s t a t e s o u r ce s, o r t h e r ec i

r c u l a t i o n o f t h e a i

r m a ss o v e r t h e D F W

a r ea . T h e i n c r e m

e n t a l p r o b a b i l it y a n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e s t a t e s li k e l y t o a ff

ec t t h e o z o n e

c o n c e n t r a t i o n s i n t h e D F W a r ea a r e T e x a s

, O k l a h o m a

, L o u i s i a n a

, A r k a n s a s , M i s s i ss i p p i

, G e o r g i a , T e n n e s s ee , M i ss o u r i

, I lli n o i s a n d K e n t u c k y

. A l t h o ug h t h e s e s t u d i e s h a v e s h o w n

t h a t t r a n s p o r

t a f f e c t s t h e D F W a r ea

, t h e up w i n d a nd d o w n w i nd a n a l y s i s s h o w s t h a t t h e

l o c a l i n f l u e n c e s a r e l a r g e e n o ug h t o d r i v e t h e e i g h t

- h o u r o z o n e c o n ce n t r a t i o n s a b o v e

e x c ee d a n ce l e v e l s

. D F W O z o n e M o d e l a t pg

. 7

- 1 1

.

I n s u m

, t h e a n a l y s i s o f t h e e ff ec t s o f m e t e o r o l og y o n o z o n e f

o r m a t i o n a n d t h e po t e n t i a l f o r o z o n e

t r a n s p o r t p r o v i d e d i n c h a p t e r s 3 a n d 7 o f t h e D F W O z o n e M o d e l s upp o r t a c o n c l u s i o n t h a t

C a l i f o r n i a e mi ss i o n s o u r ce s do n o t c o n t r i b u t e s i g n i f i c a n t l y t o n o n a t t a i n m e n t o f t h e 1997 8

- h o u r

O z o n e NA A Q S i n t h e D a l l a s F o r t h W o r t h a r ea

.

B

. H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a N o n a tt a i n m e n t A r ea

E P A e v a l u a t e d t h e T e x a s C E Q ’ s M a y 2009 D r a f t H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a N o n a t t a i n m e n t

A r ea O z o n e C o n ce p t u a l M o d e l ( “ HG B O z o n e M o d e l ” ), 4 w h i c h i n c l ud e s d e t a il e d a n a l y s e s o f

e mi ss i o n s p a tt e r n s ac r o ss t im e a n d s p ace

, a n d e x t e n s i v e e x a m i n a t i o n o f b ac kg r o u n d a n d

t r a n s p o r t p h e n o m e n a

. C h a p t e r 4 o f t h e HG B O z o n e M o d e l ( R ec e n t F i n d i n g s i n B ac kg r o u n d

O z o n e a n d O z o n e T r a n s p o r t I n t o t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a A r ea ) d i s c u s s e s l o n g r a n g e

t r a n s p o r t i n t o t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a a r ea

. I n p a r t i c u l a r

, S e c t i o n 4

. 2

, L o n g R a n g e

T r a n s p o r t T r e n d s

, d i s c u ss e s t h e b ac k t r a j e c t o r y a p p r o ac h t h a t w a s u s e d t o i n v e s t i g a t e t h e p a t t e r n s

o f l o n g r a n g e t r a n s p o r

t o f o z o n e i n t o T e x a s a s f o l l o w s :

4 S e e f n

. 2 a b o v e.T h i s s ec t i o n i nv e s t i g a t e s p a t t e r n s i n c o n t i n e n t a l t r a n s p o r t o f o z o n e i n t o T e x a s . T h e E P A

A I R N o w w e b s i t e r e po r

t s d a i l y n a t i o n a l o z o n e l e v e l s

. E i g h t

- h o u r d a il y o z o n e

c o n c e n t r a t i o n s f r o m A I R N o w

, f

o r M a y t h r o ug h S e p t e m

b e r

, 2004 t h

r o ug h 2008

, w e r e

u s e d t o i d e n t i f

y d a y s o n w h i c h t r a n s p o r t o f o z o n e i n t o T e x a s w a s li k e l y

. C a n d i d a t e d a y s

w e r e s e l e c t e d b y e x a m i n i ng A I R N o w o z o n e p l o t s f o r d a y s w h e n o z o n e o v e r 85 pp b

o cc u rr e d i n m

u l t i p l e s t a t e s up w i n d o f

T e x a s

, g e n e r a l l y a s f

a r ea s t a s t h e M i d w e s t e r n U

. S

. F o r t h e s e d a y s

, b ac k t r a

j e c t o r i e s w e r e c r ea t e d u s i ng t h e N a t i o n a l O ce a n i c a n d

A t m o s ph e r i c A d m i n i s t r a t i o n ( N O A A ) HY SP L I T ( H yb r i d S i n g l e P a r t i c l e L a g r a n g i a n

I n t e g r a t e d T r a j ec t o r y ) ( D r a x l e r

, e t

. a l

, 2003 ) m o d e l a n d E D A S ( E t a D a

t a A s s im il a t i o n

S y s t e m ) ( R o l p h

, 2003 ) d a

t a f o r eac h i d e n t i f

i e d d a y

, t o v e r i f

y w h e t h e r t r a n s p o r

t w a s

i nd ee d p o s s i b l e f

r o m t h e M i d w e s t

. HG B O z o n e M o d e l a t p g

. 4

- 7

.

C h a p t e r 4 p r e s e n t s a n a n a l y s i s o f l o n g r a n g e t r a n s p o r t t h r o ug h a b ac k t r a

j e c t o r y a n a l y s i s du r i ng

t h e o z o n e s ea s o n ( M a y t h r o ug h O c t o b e r) f

o r t h e e i g h t y ea r s f

r o m 2000

- 2007

. S e c t i o n 4

. 4 o f t h e

HG B O z o n e M o d e l ( T r a n s p o r t i n t o t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a A r ea ) d e s c r i b e s t h i s

a n a l y s i s a s f

o l l o w s :

P r e v i o u s s ec t i o n s h a v e i d e n t i f i e d t h a t

, w h il e t r a n s po r

t p l a y s a r o l e i n e l e v a t e d o z o n e

l e v e l s i n t h e HG B a r ea

, t h e l e v e l o f t r a n s p o r t m a y n o t s i g n i f

i ca n t l y c h a n g e f

r o m y ea r t o

y ea r

. I t i s i m

p o r t a n t t o b e a b l e t o e s t i m a t e t h e l e v e l s o f o z o n e t r a n s p o r t e d i n t o t h e HG B

a r ea s o t h a t t h e a m

o u n t o f o z o n e t h a n c a n b e c o n t r o ll e d ( l o c a l l y p r o du ce d o z o n e ) i s

i d e n t i f i e d

. S t ud i e s d o n e f

o r t h e T C E Q ( S u lli v a n

, 2 009 ) u s e d HY SP L I T b ac k t r a j ec t o r i e s

a l o n g w i t h

E D A S t o e s t im a t e t h e a m o u n t o f o z o n e e n t e r i n g i n t o t h e HG B a r ea

.

N u m e r o u s 72

- h o u r b ac k t r a

j ec t o r i e s w e r e r u n s t a r t i n g a t 12 : 0 0 C S T i n ce n t r a l H o u s t o n

, a t

300 m e t e r s a b o v e g r o u n d l e v e l

, du r i n g t h e p ea k o f o z o n e s ea s o n i n t h e HG B a r ea ( M a y 1

t o O c t o b e r 3 1

, 200 0 t o 200 7 )

. U s e o f m u l t i p l e t r a j e c t o r i e s c a n d i s t i n g u i s h b e t w ee n s o u r ce

a r ea s

, o r p a

t h s

, t h a t l ea d t o h i g h e r t h a n a v e r a g e

, o r l o w e r t h a n a v e r a g e o z o n e

c o n c e n t r a t i o n s ( S u l l i v a n

, 2009 )

. A c l u s t e r i n g a l g o r it h m w a s u s e d t o g r o u p m u l t i p l e

t r a j ec t o r i e s b a s e d o n t r a

j ec t o r y s i ze a n d s h a p e

. S i x i d e n t i f i e d c l u s t e r s a pp ea r i n F i gu r e 4-

16

. F o r t y b ac k t r a

j e c t o r i e s t h a t d i d n o t e n d up i n a n y o f t h e s i x c l u s t e r s

, ill u s t r a t e d i n

F i gu r e 4

- 17

, w e r e g r o up e d a n d a s s i g n e d a c l u s t e r n u m b e r o f ze r o N o t e t h a t a l l b u t o n e o f

t h e b ac k t r a

j ec t o r i e s i n c l

u s t e r ze r o o r i g i n a t e f

r o m t h e s o u t h a n d t h a t t h e s e t r a j ec t o r i e s

a pp ea r t o e x t e n d b e y o n d t h e E D A S m o d e li ng d o m a i n

, w h i c h i s t h e o n l y d i f f e r e n ce

b e t w e e n c l

u s t e r ze r o a n d c l

u s t e r t w o

.

F i gu r e 4

- 16 s h o w s t h a t c l u s t e r o n e a n d c l

u s t e r t w o r e p r e s e n t d a y s i n w h i c h w i nd s

o r i g i n a t e d f

r o m t h e G u l f o f M e x i c o ; t h e s e t r a j ec t o r i e s t y

p i c a ll y r e p r e s e n t c l ea n e r a i r

c o mi ng f r o m t h e G u l f a n d h e n ce l o w e r o b s e r v e d o z o n e c o n ce n t r a t i o n s i n t h e HG B a r ea

. C l u s t e r t h r ee r e p r e s e n t s l o n g t r a

j ec t o r i e s w h i c h c o m e i n t o t h e HG B a r ea f r o m t h e n o r t h a s

f a r a w a y a s C a n a d a ; t h i s t y p e o f t r a j ec t o r y c a n a l s o b r i n g c l e a n a i r f r o m n o r t h e r n s t a t e s

a n d C a n a d a i n t o t h e HG B a r ea

. C l u s t e r f o u r r e p r e s e n t s s t a g n a n t a i r c o n d it i o n s

, a f

r e qu e n t

ca u s e o f o z o n e acc u m

u l a t i o n

. C l

u s t e r f i v e s h o w s t r a

j ec t o r i e s t h a t o r i g i n a t e f

r o m t h e

n o r t h ea s t

, i n t h e O h i o R i v e r V a ll e y

, t h a t b r i n g p o l l u t e d a i r f r o m m o r e p o pu l a t e d a r ea si n t o t h e HG B a r ea

. C l u s t e r s i x il l u s t r a t e s t r a

j ec t o r i e s f

r o m t h e ea s t

, s o m

e o f w h i c h c r o ss

o v e r L o u i s i a n a a n d t h e B ea u m o n t

- P o r t A u t h o r ( B P A ) a r ea

, a n d s o m e o f w h i c h c r o ss o v e r

t h e G u l f

.

HG B O z o n e M o d e l a t p g

. 4

- 14

.

F i gu r e 4

- 16 o f t h e HG B O z o n e M o d e l ( S i x C l u s t e r s F o u n d U s i ng HY SP L I T B ac k T r a j ec t o r y

C l u s t e r i n g A l g o r i t h m )

, r e p r o du ce d b e l o w

, i l l u s t r a t e s s i x s e t s o f b ac k t r a j ec t o r i e s s t a r

t i n g a t 18 : 0 0

U T C t h a t w e r e c r ea t e d f

o r eac h d a y f

r o m M a y 1 t o O c t o b e r 3 1

, 200 0 t o 200 7

. T h e n u m b e r o f

b ac k t r a j ec t o r i e s i n ea c h c l u s t e r i s f o u n d a t t h e t o p o f ea c h m a p

.I n a d d i

t i o n

, F i gu r e 4

- 17 o f t h e HG B O z o n e M o d e l ( C l u s t e r 0 B ac k T r a

j ec t o r i e s )

, r e p r o du ce d

b e l o w

, i l l u s t r a t e s a dd i t i o n a l b ac k t r a j ec t o r i e s t h a t d i d n o t e n d up i n a n y o f t h e p r e v i o u s s i x

c l u s t e r s

.

N o n e o f t h e b ac k t r a

j ec t o r i e s i n F i gu r e s 4

- 16 o r 4

- 17 i n d i c a t e a p o t e n t i a l f o r o z o n e t r a n s p o r

t f r o m

C a l i f o r n i a t o t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a a r ea

.

C h a p t e r 6 o f t h e HG B O z o n e M od e l

, C o n c l u s i o n s a nd F u t u r e R e s e a r c h

, s t a

t e s a s f o l l o w s :

I n v e s t i g a t i o n o f HY SP L I T b ac k t r a j e c t o r i e s i d e n t i f

i e d li k e l y t r a n s p o r t o f o z o n e i n t o

T e x a s o n d a y s f

o l l o w i ng e l e v a t e d o z o n e e p i s o d e s i n ea s t e r n U

. S

. s t a t e s

. F u r t h e r

e x a m i n a t i o n o f s t a t e

- w i d e d e s i g n v a l u e s f o r T e x a s

, a n d ea s t e r n s t a t e s w h e r e h i g h o z o n e

l i k e l y o r i g i n a t e s

, r e v e a l e d c l ea r d o w n w a r d t r e n d s f r o m 2000 t o 200 8

. T h i s m a y l ea d t o

l o w e r b ac kg r o u n d l e v e l s o f o z o n e b e i ng t r a n s p o r t e d i n t o T e x a s f

r o m ea s t e r n s t a t e s, b u t

t h e r e w a s i n s u f

f i c i e n t e v i d e n ce t o s uppo r t t h i s c o n c l

u s i o n b a s e d o n t h e l a c k o f t r e n d i n

b ac kg r o u n d o z o n e v a l

u e s

.HG B O z o n e M o d e l a t p g

. 6

- 7

.

I n s u m

, a l t h o ug h t h e a n a l y s e s p r o v i d e d i n t h e H G B O z o n e M o d e l i n d i ca t e a d o w n w a r d t r e n d i n

o z o n e t r a n s p o r t f

r o m l i k e l y s o u r ce s i n e a s t e r n s t a t e s

, n o n e o f t h e s e v e r a l h u n d r e d b a c k t r a j ec t o r y

a n a l y s e s f o r t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a n o n a t t a i n m e n t a r ea p r o v i d e d i n t h e HG B O z o n e

M o d e l i d e n t i f

i e s a po t e n t i a l f

o r o z o n e t r a n s p o r

t f r o m C a l i f o r n i a

. A s s u c h

, t h i s a n a l y s i s s upp o r t s

a c o n c l u s i o n t h a t C a li f

o r n i a e mi ss i o n s o u r ce s d o n o t c o n t r i b u t e s i g n i f

i ca n t l y t o n o n a t t a i n m e n t o f

t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S i n t h e H o u s t o n

- G a l v e s t o n

- B r az o r i a a r ea

.

2

. E v a l u a t i o n o f I n t e r f

e r e n ce w i t h

M a i n t e n a n ce f

o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e NA A Q S

T o e v a l u a t e t h e i m

p ac t o f w i n d d i

r ec t i o n o n o z o n e t r a n s p o r t f r o m C a li f o r n i a t o t h e

“ m a i n t e n a n ce

- o n l y ” r ece p t o r s t h a t E P A i d e n t i f i e d i n ea s t e r n

T e x a s f o r t h e 1997 8

- h o u r O z o n e

NA A Q S a s p a r t o f t h e T r a n s p o r t R u l e P r o p o s a l

( s ee 75 F R 45210 a

t 4525 3

, A ugu s t 2

, 201 0 )

, w e

r e l y o n t h e r e s u l

t s o f a n E P A R e g i o n 8 b ac k t r a

j ec t o r y s t ud y

, i n c l

u d i ng a s e t o f t r a

j e c t o r i e s w it h

e n d p o i n t s a

t t h o s e m a i n t e n a n c e r ece p t o r s. E P A g e n e r a t e d t h e s e t r a j ec t o r i e s u s i ng t h e HY SP L I T

4

. 9 o n li n e c o m

pu t e r a pp li ca t i o n

, s e l ec t i n g t h e a r c h i v e d E t a D a t a A s s i mi l a t i o n S y s t e m ( E D A S )

m e t e o r o l og i c a l d a t a s e t s w i t h t h e h i g h e s t d e g r ee o f r e s o l u t i o n ( 40 k m

)

. B ac k t r a

j ec t o r i e s w e r e

r u n f o r t h e d a y s i n 2005 a n d 2006 w h e n o z o n e c o n ce n t r a t i o n s a t t h e s e r ece p t o r s e x cee d e d t h e

1997 8

- h o u r NA A Q S

- - i

. e

., w h e n m o n it o r e d o z o n e c o n c e n t r a t i o n s w e r e 85 pp b o r a b o v e

.

E x cee d a n c e d a y s w e r e i d e n t i f i e d u s i ng t h e A i r Q u a l it y S y s t e m ( A Q S ) , E P A ' s r e p o s it o r y o f

m o n i t o r e d a m b i e n t a i r qu a l i t y d a t a

. A t eac h m

o n it o r

, t r a j e c t o r i e s w e r e s t a r

t e d a t 22 C o o r d i n a t e d

U n i v e r s a l T im e ( U T C )

, e qu i v a l e n t t o 4 p

. m

. C S T, a n d w e r e r u n b ac k w a r d s i n t im e f o r 72 h o u r s

( t h r ee d a y s ) . T h e t r a

j e c t o r y h e i g h t a

t t h e s t a r t i n g po i n t i s 1500 m e t e r s a b o v e g r o u n d l e v e l . T h e s e

m a p s i n d i ca t e t h a t a i

r p a r c e l p a t h w a y s f

r o m C a l i f o r n i a a n d e n d i ng a t n o n a t t a i n m e n t r ece p t o r s d o

n o t e x i s t du r i n g t h e t h

r ee d a y s p r ece d i ng o z o n e e x cee d a n c e s a t t h e s e r ece p t o r s.

T h e b a c k t r a

j ec t o r y a n a l y s i s f

o r eac h o f t h e s e d a y s i s p r e s e n t e d i n A p p e n d i x A : B ac k

T r a j e c t o r i e s , T e x a s a n d C a l i f o r n i a M a i n t e n a n c e

- O n l y M o n it o r s

, 200 5

- 2006

, 1997 O z o n e

NA A Q S E x c ee d a n ce D a y s. 5 B eca u s e b a c k t r a j ec t o r y a n a l y s i s r e s u l

t s m a p p a t h w a y s o f a i

r

p a r c e l s t h a t m a y o r m a y n o t t r a n s p o r t p o ll u t a n t s

, t h e y c a n n o t b e c o n s i d e r e d d e t e r mi n a t i v e a s t o

t h e t r a n s p o r

t o f o z o n e a n d i t s p r ec u r s o r s, o r o f t h e a b s e n ce o f s u c h t r a n s p o r t

. H o w e v e r

, t h e f ac t

t h a t a i r p a r c e l t r a

j ec t o r i e s t o t h e T e x a s m a i n t e n a n c e r ece p t o r s d o n o t o r i g i n a t e i n C a li f o r n i a

s t r o n g l y s upp o r

t s a c o n c l u s i o n t h a t C a li f

o r n i a s o u r ce s o f o z o n e p r ec u r s o r e mi s s i o n s d o n o t

i n t e r f e r e w i t h m a i n t e n a n ce o f t h e 1997 8

- h o u r o z o n e N A A Q S a t t h e s e l o ca t i o n s

.

5 A pp e n d i x A : B a c k T r a

jec t o r i e s

, T e x a s a n d C a li fo r n i a M a i n te n a n ce

- O n l y M o n it o r s

, 2 005-20 0 6

, 19 9 7 O z o n e

NAAQS E x cee d a n ce D a y s

, U

. S

. E P A R e g i o n 8

, a v ai l a b l e a t h tt p :// w w w

. r e gu l a t i o n s

. g ov

, D o c k e t I D # E PA

- R 08-

OA R -2007-1035

.