Análisis espacio-temporal de la distribución de aerosoles atmosféricos en la ciudad de Córdoba (Argentina) y desarrollo de un modelo predictivo de los niveles de material particulado

Abstract

En esta tesis se estudia la variabilidad espacio-temporal de los aerosoles atmosféricos en la ciudad de Córdoba (Argentina) y sus alrededores para un período mayor a 10 años (2003-2013), mediante el uso del producto satelital espesor óptico de aerosoles (o AOD por Aerosol Optical Depth, en inglés) de frecuencia diaria obtenido con el algoritmo denominado implementación de corrección atmosférica multi-ángulo (MAIAC) que ha sido recientemente desarrollado para los datos obtenidos con el sensor MODIS (a bordo de los satélites Terra y Aqua/NASA). Hasta el momento; los productos de AOD disponibles presentaban resoluciones espaciales mayores a 3 km, adecuados para estudios a escala regional. Sin embargo no proveían suficiente detalle para el estudio de áreas urbanas o para estudios epidemiológicos. Con este objetivo se desarrolló este nuevo algoritmo, aún en fase de prueba, que mejora sensiblemente la resolución espacial a 1 km, con lo cual resulta más apropiado para el estudio de los aerosoles atmosféricos a escala urbana. En este trabajo, en una primera instancia se evaluó la performance del producto AOD-MAIAC mediante la comparación con valores de AOD obtenidos desde superficie en la estación Córdoba-CETT de la red AERONET. Se analizó la concentración y variación anual de los aerosoles, así como su variación mensual y estacional. Por último, se estudió la relación entre los valores satelitales de AOD-MAIAC y valores de material particulado (PM) obtenidos desde la superficie por una estación de monitoreo de la Municipalidad de Córdoba que funcionó en el centro de la ciudad durante enero-agosto de 2009. En general, el algoritmo MAIAC presentó una buena performance en el área de estudio. Los resultados reflejaron que, a pesar de que los valores de AOD son bajos respecto a otros sitios del mundo muy contaminados, existe una tendencia de incremento de AOD a lo largo del tiempo particularmente en algunas zonas de la ciudad (como por ejemplo el acceso a Sierras Chicas y la zona norte de la ciudad) que podría estar vinculado al aumento de la densidad poblacional en esa área y el consecuente incremento del tránsito vehicular. Además se observó un patrón de incremento o disminución en los niveles de AOD en determinados momentos del año. Durante los meses de verano (diciembre-febrero) se observaron valores relativamente altos concentrados en la ciudad de Córdoba, en las principales vías de acceso hacia las zonas turísticas así como en el anillo de circunvalación de la ciudad Hacia el otoño los valores de AOD comienzan a disminuir hasta alcanzar los valores más bajos durante los meses de invierno. A partir de agosto se observa un gran incremento del AOD que tiene su pico máximo durante septiembre y se mantiene elevado durante el resto de la primavera. Este incremento de AOD coincide con 2la estación de quema de biomasa en la provincia de Córdoba, el norte argentino y otras regiones de Sudamérica (Bolivia, Paraguay, Amazonia y Cerrado en Brasil) y evidencia la importancia del transporte atmosférico a escala regional pero también continental de material particulado que es liberado a la atmósfera durante los incendios. Los modelos de regresión lineal desarrollados en este estudio para evaluar la relación entre AOD-PM y variables meteorológicas no son suficientes para explicar la variabilidad de los datos de PM medidos en superficie a partir de los valores satelitales de AOD y las variables meteorológicas. Sin embargo, los resultados presentados constituyen un primer estudio exploratorio para la ciudad de Córdoba. Dada la falta de estaciones superficiales de monitoreo de material particulado en Argentina, y en particular en la ciudad de Córdoba, este estudio intentó ser una línea de base para el estudio de la dinámica de los aerosoles atmosféricos a escala urbana a partir de información satelital y constituye una primera aproximación a la problemática.