Patrones de circulación atmosférica en el valle geográfico del Río Cauca y su impacto en la calidad del aire regional

Abstract

La calidad del aire regional se relaciona directamente con el flujo de emisiones de contaminantes atmosféricos y fenómenos como la dispersión atmosférica, sin embargo, la variabilidad anual, interanual y diaria de los fenómenos meteorológicos y su interacción con la topografía hacen que la dispersión atmosférica sea un fenómeno complejo, más aún en regiones consideradas con topografías complejas como el noroeste de Suramérica. El Valle Geográfico del Río Cauca (VGRC) se ubica al noroeste de Suramérica, entre las ramas Central y Occidental de la Cordillera de los Andes a una distancia aproximada de 80 km del Océano Pacífico, en el cual en los últimos años han presentado un deterioro en la calidad del aire relacionado principalmente con el material particulado. A través del análisis de información de las estaciones y simulaciones meteorológicas y de trazadores atmosféricos realizados con el modelo WRF en dos periodos del 2018 (febrero-abril y julio-septiembre), se han identificado los principales patrones de circulación atmosféricos al interior del VGRC. El fenómeno conocido localmente como la “marea” ventila al VGRC de Oeste a Este entre las 14 y 21 HL con intensidades entre los 6-8 m s-1, no obstante, esta intensidad está condicionada por los pasos de menor altitud de la Cordillera Occidental y el periodo analizado; el resto del día predominan los vientos de baja intensidad. La interacción entre la Cordillera Central y los vientos alisios del Este genera un efecto cizalla limitando el transporte vertical hasta los ~2 km al interior del VGRC. Esta diferencia entre los patrones de circulación durante el día genera regiones donde predominan condiciones de ventilación (centro del VGRC) y estancamiento (sur del VGRC) impactando directamente la dispersión y el transporte de contaminantes atmosféricos. (Texto tomado de la fuente)

Regional air quality is directly related to the flux of air pollutant emissions and phenomena such as atmospheric dispersion; however, the annual, interannual, and daily variability of meteorological phenomena and their interaction with topography make atmospheric dispersion a complex phenomenon, even more so in regions considered to have complex topographies such as northwestern South America. The geographic valley of the Cauca River (VGRC in Spanish) is in the northwest of South America, between the Central and Western branches of the Andes Mountains at an approximate distance of 80 km from the Pacific Ocean, in which in recent years there has been a deterioration in air quality related mainly to particulate matter. Through the analysis of information from the stations and meteorological and atmospheric tracer simulations carried out with the WRF model in two periods of 2018 (February-April and July-September), the main atmospheric circulation patterns within the VGRC have been identified. The phenomenon known locally as the "tide" ventilates the VGRC from West to East between 14 and 21 LT with intensities between 6-8 m s-1; however, this intensity is conditioned by the lower altitude passes of the Cordillera Western and the period analyzed, the rest of the day low-intensity winds predominate, in addition, the interaction between the Central Cordillera and the trade winds from the East generates a shear effect limiting vertical transport up to ~2 km inside the VGRC. This difference between circulation patterns during the day generates regions where ventilation conditions (VGRC center) and stagnation (VGRC south) predominate, directly impacting the dispersion and transport of atmospheric pollutants