Caracterización de la concentración de contaminantes del aire a partir del estudio de la dinámica atmosférica en el Valle de Aburrá

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo establecer relaciones entre la dinámica atmosférica forzada y la concentración de contaminantes del aire en la escala regional y local en el Valle de Aburrá, de modo tal que sea posible ahondar en el conocimiento que se tienen sobre los procesos que llevan al desencadenamiento de eventos de alta concentración de contaminantes. De esta manera, es posible contar con herramientas de gestión de la misma. Para ello, se realizan diferentes análisis estadı́sticos a las mediciones de calidad del aire y meteorológicas disponibles para el sitio de muestreo provistos por el Sistema de Alertas Tempranas del Valle de Aburrá (SIATA) e información de reanálsis del ECMWF, con el fin de establecer dichas relaciones en diferentes escalas temporales y espaciales. El mes de marzo es un mes critico para la calidad del aire, pero también lo son febrero y abril, a causa de la dinámica de vientos regionales que se presenta en este periodo de tiempo, las cuales humedecen el ambiente y facilitan la permanencia de una capa de nubes de baja altura, aunado a las condiciones de estabilidad atmosférica desfavorables tı́picas de este periodo. Se identifica además, la importancia que tiene el ascenso de aire en la vertical a nivel regional, para modular las condiciones locales de concentración de contaminantes, siendo este un mecanismo que facilita o impide la dispersión. En el segundo periodo de transición de la ZCIT, el rol de las lluvias juegan un papel decisivo en la determinación de la concentración de contaminantes. Por otro lado, se logra establecer la importancia de los vientos de ladera para los procesos de dispersión. En la microescala, se encuentra que los vientos tienen retroalimentaciones con la topografı́a, las cuales pueden facilitar la dispersión o aumentar las concentraciones, a causa del aumento en la capacidad de transporte del viento

Abstract: This work aims to establish relationships between the forced atmospheric dynamics and the concentration of air pollutants at the regional and local scale in the Aburr_a Valley. In such a way that it is possible to deepen the knowledge that we have about the processes that they lead to the triggering of events of high concentration of pollutants, which describe a seasonality at the sampling site. In this way, it is possible to have management tools for it. For this purpose, di_erent statistical analyzes to the air quality and meteorological measurements available for the sampling site provided by the Aburr_a Valley Early Warning System (SIATA) and ECMWF reanalysis information are made, which allow establishing such relationships in di_erent temporal and spatial scales. March is a critical month for air quality, but so is February and April. Regional wind dynamics, which humidify the environment and facilitate the permanence of a cloud layer of low height, coupled with unfavorable atmospheric stability are typical conditions of this period. Also, it is identi_ed the importance of vertical air motion at the regional level, to modulate the local conditions of concentration of pollutants, this being a mechanism that facilitates or prevents dispersion. In the second transition period of the ITCZ, rainfall plays a decisive role in determining the concentration of pollutants. On the other hand, it is possible to establish the importance of hillside winds for dispersion processes. In the microscale, winds have feedbacks with the topography, which can facilitate the dispersion or increase the concentrations, because of the increase of wind power..