Interpretación de:
Black Carbon in a City of the Atacama Desert before and after the Start of the COVID-19 Lockdown: Ground Measurements and MERRA-2 Reanalysis
https://doi.org/10.3390/rs15194702Liñán-Abanto, R., Arnott, W., Paredes-Miranda, G., Ramos-Pérez, O., Salcedo, D., Torres-Muro, H., Liñán-Abanto, R., Carabali, G., 2023: Black Carbon in a City of the Atacama Desert before and after the Start of the COVID-19 Lockdown: Ground Measurements and MERRA-2 Reanalysis, Remote Sensing, 15, 4702, https://doi.org/10.3390/rs15194702
Intérprete
POLO BRAVO CARLOS ARMANDO
Fecha de interpretación
30/10/2024
Resultados y conclusiones
En este estudio se ha evaluado el comportamiento temporal del PAX BC y MERRA-2 BC en la ciudad de Tacna desde noviembre de 2019 hasta septiembre de 2021. En cuanto a la variación estacional del carbono negro, la estación con el promedio estacional más alto de carbono negro de PAX fue el invierno, con un valor de 0,85±0,46 µgm-3 . Los valores medios de la concentración de carbono negro de PAX, para las otras estaciones, fueron 0,70±0,35, 0,73±0,46 y 0,70±0,39 µgm-3, para primavera, verano y otoño, respectivamente , en tanto que con la estación MERRA-" BC en las estaciones de primavera e invierno presentaron el promedio estacional más alto con 0,12±0,11 y 0,11±0,06 µgm-3, respectivamente.; en tanto que en las estaciones de verano y otoño obtuvieron el mismo promedio estacional (0,06±0,02 µgm-3). Los resultados son consistentes con los valores de la variación mensual en PAX BC y MERRA-2 BC. Los promedios estacionales de carbono negro terrestre (PAX BC) y los obtenidos usando el reanálisis MERRA-2 (MERRA-2 BC) muestran una discrepancia considerable. Durante las estaciones de otoño y verano, las mediciones de PAX BC terrestres fueron un orden de magnitud mayor que los valores obtenidos por el reanálisis MERRA-2. Sin embargo, las concentraciones de BC durante la primavera y el invierno obtenidas por estos dos métodos fueron del mismo orden de magnitud, aunque la diferencia seguía siendo significativa. Además de las razones probables para esta gran brecha (o discrepancia) se debió a la cobertura espacial de la cuadrícula MERRA-2, que representaba un promedio espacio-temporal de la columna atmosférica sobre un área específica de la superficie de la Tierra y debido a las características de estas dos técnicas para obtener concentraciones de BC. Este ciclo diario es típico de las áreas suburbanas. Las direcciones del viento más frecuentes fueron entre el sur (S) y el oeste (O) del sitio de medición. En general, la concentración de BC mostró dependencia de la dirección del viento. Cuando el viento era débil, las altas concentraciones de BC provinieron de fuentes entre el sureste y noreste del sitio de medición. Las altas velocidades (transporte regional) no fueron importantes en Tacna. Estos resultados sugieren que Tacna está influenciada principalmente por fuentes de emisión locales ubicadas al noreste y sureste del sitio de medición. Las capas límites alta, baja y su dinámica vertical ascendente y descendente del aire atmosférico influye en la concentración diaria y horaria de carbono negro. También indica que durante la primera y segunda semana después del inicio del confinamiento por COVID-19, la concentración media de PAX BC disminuyó un 37% y un 30%, respectivamente. Se concluye que en el ambiente atmosférico de la ciudad de Tacna para el periodo noviembre 2019 - setiembre 2021, la concentración de carbono varió estacionalmente, en invierno alcanzó su máximo valor de 0,85±0,46 µgm-3 y en primavera, verano y otoño con 0,70±0,35, 0,73±0,46 y 0,70±0,39 µgm-3, respectivamente.
Metodología y datos
La ciudad de Tacna es la capital de la región y la provincia de Tacna, con una población de 346.192 habitantes a junio de 2020,se encuentra a 55 km al norte del puerto de Arica-Chile y a 120 km al sureste del puerto de Ilo, una de las fuentes puntuales de dióxido de azufre más importantes del mundo debido a la gran fundición de cobre ubicada en este puerto; las minas de Pucamarca (oro) y Toquepala (cobre) se encuentran a 51 km al noreste y 95 km al noroeste de Tacna, respectivamente. Las mediciones se han realizado en el Laboratorio de Física de la Atmósfera y Calidad del Aire – LAFACA, que funciona en el último piso del edificio de la Facultad de Ciencias, ubicado dentro del campus de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann (UNJBG), en Tacna, Perú, a 530 m.s.n.m., latitud 18.02° S y longitud 70.25° W. El campus está ubicado dentro de una zona residencial sin actividad industrial, con avenidas limítrofes al sur, oeste y norte, con una pequeña calle al este, por lo que hay un flujo constante de buses y automóviles particulares. Cerca hay dos estaciones de servicio de combustibles, una 250 m al sur y la otra 300 m al suroeste. Las observaciones de la superficie del BC se obtuvieron con un extinciómetro fotoacústico (PAX). El PAX (Droplet Measurement Technologies, Boulder, CO, EE. UU.) funciona con un diodo láser con una longitud de onda de 870 nm y está modulado a 1500 Hz. El Análisis retrospectivo de la era moderna para la investigación y las aplicaciones, se ha usado la versión 2 (MERRA-2), es el nuevo reanálisis atmosférico producido por la Oficina de Modelado y Asimilación Global (GMAO) de la NASA para la era satelital, utiliza el modelo atmosférico GEOS-5, el modelo del sistema terrestre y el Sistema de asimilación de datos versión 5.12.4, y el sistema de análisis de datos variacionales tridimensionales (3DVAR) por interpolación estadística de puntos de cuadrícula (GSI). Para este estudio, los valores de BC del reanálisis MERRA-2 (MERRA-2 BC) se obtuvieron con una resolución temporal de una hora y en un solo nivel. Las variables meteorológicas como temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, radiación solar, y precipitación se obtuvieron de una Estación Meteorológica Davis que funciona en el sitio de medición de LAFACA, desde noviembre de 2019 hasta septiembre de 2021, con una resolución temporal de un minuto.
Limitaciones de la investigación
La discrepancia entre los valores establecidos por MERRA-2 BC y PAX BC se debe a la cobertura espacial de la cuadrícula MERRA-2, que representaba un promedio espacio-temporal de la columna atmosférica sobre un área específica de la superficie de la Tierra y debido a las características de estas dos técnicas para obtener concentraciones de BC, estos resultados sugieren que el modelo MERRA-2 subestima las plumas urbanas. Estos resultados sugieren que Tacna está influenciada principalmente por fuentes de emisión locales ubicadas al noreste y sureste del sitio de medición, pero no identifica las fuentes de emisiones de carbono negro.
Recomendaciones
Para una investigación mas contundente sobre la concentración de partículas de carbono negro en el ambiente atmosférico sobre la región de Tacna, se debe de monitorear este parámetro tanto temporalmente y espacialmente, durante todo el año y en tres lugares elegidos ( sur, centro y norte de la ciudad), con sistemas en tierra. Por otro lado, las concentraciones al variar entre (0,85 - 0,70) µgm-3 nos indica que la ciudad de Tacna está contaminada con aerosoles de carbono negro, las cuales son muy dañinas para la salud humana, aspecto que debe ser considerado por toda institución relacionada a programas de salud pública.
Adaptación: Salud
Mitigación: Desechos
Escala: Provincial
Ámbito geográfico: Ciudad de Tacna, Perú
Palabras clave: carbono negro; reanálisis de MERRA-2; HYSPLIT; desierto de Atacama; COVID-19
Cita de la interpretación
POLO BRAVO, CARLOS ARMANDO, 2024: Interpretación de Liñán-Abanto et al. (2023, doi:10.3390/rs15194702), Observatorio de Conocimiento Científico sobre Cambio Climático del Perú, IGP, https://cienciaclimatica.igp.gob.pe/entities/interpretation/9d5f0317-7766-4c68-92df-165fbb038392