Análisis espacial de la contaminación atmosférica en un núcleo urbano

Abstract

El presente trabajo analiza la relación entre las concentraciones de diferentes contaminantes atmosféricos y las situaciones sinópticas según la clasificación de Lamb. Para ello se hace uso de una base de datos centrada en Londres de la cual se obtienen los niveles de concentración diarios de NO2, O3, PM10 y PM2.5 de diferentes estaciones de medición en el período de 2007-2011. Así mismo, se realiza un análisis estadístico detallado de las concentraciones diarias de los contaminantes haciendo uso de parámetros estadísticos como son la media, la mediana, el índice de Yule-Kendall y la curtosis robusta. Del mismo modo, se analiza cuáles son los tipos sinópticos que se presentan con mayor frecuencia, comprobando que son la situación sinóptica anticiclónica (23.88%), seguida del tipo sinóptico del oeste (10.46%), el tipo del suroeste (9.04%) y la situación sinóptica ciclónica (7.72%). Se observa cómo influye cada una de las situaciones sinópticas en el nivel de concentración y en la distribución espacial de dichas concentraciones. A mayores también se realiza un estudio temporal de la evolución de la concentración de los distintos contaminantes y finalmente se comparan los valores promedio de las diferentes situaciones sinópticas más frecuentes con valores modelados obtenidos a través de un ajuste armónico. Se comprueba cómo, en el caso del NO2 y PM10, es en el centro donde existe mayor concentración de contaminantes frente a la periferia, mientras que en el caso del O3 y PM2.5, el centro actúa como sumidero. Del mismo modo, se observa cómo los niveles de contaminación de los diferentes contaminantes siguen comportamientos armónicos a lo largo del año.

The present study analyzes the relationship between the concentration of various atmospheric pollutants and synoptic weather types based on Lamb classification. For this purpose, it is used a London-centered database which provides the daily concentration levels of NO2, O3, PM10 and PM2.5 from different monitoring stations during the period 2007-2011. A detailed statistical analysis of the daily concentration of the different pollutants is also carried out using statistical parameters such as the mean, the median, the Yule-Kendall index and the robust kurtosis. Additionally, the most frequent synoptic situations are identified, showing that the anticyclonic situation has the highest frequency (23.88%), followed by the westerly type (10.46%), the southwesterly type (9.04%) and the cyclonic situation (7.72%). It is shown how the different synoptic situations influence the concentration levels of the pollutants and their spatial distribution. Moreover, a temporal analysis of the evolution of concentration is done and the average values associated with the most frequent synoptic situations are compared with modeled values obtained through a harmonic adjustment. In the case of NO2 and PM10 it is observed how the highest concentration levels appear in the center whereas for O2 and PM2.5 the center acts as a sink. Finally, the study shows how the pollution levels of the pollutants analyzed follow harmonic patterns throughout the year.