Tutor 1
Galvis Remolina, Boris René
Resumen
En este estudio se analizó la distribución temporal y espacial de las concentraciones de NO2 troposférico en cuatro áreas urbanas del territorio colombiano en el periodo de tiempo comprendido entre los años 2005 y 2016. Para ello, se utilizaron los datos provenientes de las redes de monitoreo de Bogotá, Medellín, Cali y Bucaramanga, y los reportados por el Ozone Monitoring Instrument (OMI), y herramientas como ArcGIS y R para su tratamiento. Allí, se establecieron coeficientes de correlación, entre los datos de OMI y las redes, condicionados en algunos casos por variables ambientales, mediante la correlación de Spearman. Posteriormente, se realizó un análisis de la evolución del NO2 en el periodo de estudio, la descomposición de las series mediante el tiempo y un análisis de frecuencias. Simultáneamente, se generaron mapas de distribución del contaminante para los cuatro departamentos de las zonas estudiadas y para todo elraron territorio colombiano. En la investigación se comprobó que los datos del OMI se correlacionan mejor con datos de la red para las dos de la tarde en las ciudades de Bogotá y Medellín, además se obtuvieron mejores correlaciones cuando se tuvieron en cuenta simultáneamente las variables de Radiación y Velocidad del Viento. Los coeficientes más altos de correlación obtenidos teniendo en cuenta diferentes variables fueron 0,90, 0,80, 0,64 y 0,04 para Bogotá, Medellín, Cali y Bucaramanga respectivamente. Por otro lado, la descomposición de las series de tiempo aplicando el método de wavelets comprobará las similitudes en las tendencias y en las variaciones estacionales entre los datos del OMI y los datos generados por la red. A su vez, la componente residual evidenció que los datos del OMI se ven afectados por diferentes fenómenos que ocurren en la atmosfera e interfieren con el valor de la columna que se reporta, como son la concentración de NO2 en partes altas de la atmósfera y la nubosidad. Además, con el análisis de frecuencias se comprobó que las frecuencias importantes que se repiten para los datos de la red y del OMI están generalmente entre los 0 y 50. Para finalizar, se encontró que las ciudades que presentan columnas troposféricas de NO2 con valores más altos se encuentran ubicados en su mayoría en la Región Andina. Además, se realizó que las zonas con mayor presencia del contaminante en Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Santander son Tocancipa, el Valle de Aburra, Dagua y Vélez respectivamente la componente residual evidenció que los datos del OMI se ven afectados por diferentes fenómenos que ocurren en la atmosfera e interfieren con el valor de la columna que se reporta, como son la concentración de NO2 en partes altas de la atmósfera y la nubosidad. Además, con el análisis de frecuencias se comprobó que las frecuencias importantes que se repiten para los datos de la red y del OMI están generalmente entre los 0 y 50. Para finalizar, se encontró que las ciudades que presentan columnas troposféricas de NO2 con valores más altos se encuentran ubicados en su mayoría en la Región Andina. Además, se realizó que las zonas con mayor presencia del contaminante en Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Santander son Tocancipa, el Valle de Aburra, Dagua y Vélez respectivamente la componente residual evidenció que los datos del OMI se ven afectados por diferentes fenómenos que ocurren en la atmosfera e interfieren con el valor de la columna que se reporta, como son la concentración de NO2 en partes altas de la atmósfera y la nubosidad. Además, con el análisis de frecuencias se comprobó que las frecuencias importantes que se repiten para los datos de la red y del OMI están generalmente entre los 0 y 50. Para finalizar, se encontró que las ciudades que presentan columnas troposféricas de NO2 con valores más altos se encuentran ubicados en su mayoría en la Región Andina. Además, se realizó que las zonas con mayor presencia del contaminante en Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Santander son Tocancipa, el Valle de Aburra, Dagua y Vélez respectivamente con el análisis de frecuencias se comprobó que las frecuencias importantes que se repiten para los datos de la red y del OMI están generalmente entre los 0 y 50. Para finalizar, se encontró que las ciudades que presentan columnas troposféricas de NO2 con valores más altos se se encuentran ubicadas en su mayoría en la Región Andina. Además, se realizó que las zonas con mayor presencia del contaminante en Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Santander son Tocancipa, el Valle de Aburra, Dagua y Vélez respectivamente con el análisis de frecuencias se comprobó que las frecuencias importantes que se repiten para los datos de la red y del OMI están generalmente entre los 0 y 50. Para finalizar, se encontró que las ciudades que presentan columnas troposféricas de NO2 con valores más altos se se encuentran ubicadas en su mayoría en la Región Andina. Además, se realizó que las zonas con mayor presencia del contaminante en Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Santander son Tocancipa, el Valle de Aburra, Dagua y Vélez respectivamente
Resumen en lengua extranjera 1
In this study we analysed the temporal and spatial distribution of the concentrations of NO2 in four urban areas of the Colombian territory between 2005 and 2016. We used data from the air quality monitoring networks of Bogota, Medellin, Cali and Bucaramanga and from the Ozone Monitoring Instrument (OMI). We used ArcGis and R to process the data. First, we looked at correlations between NO2 concentrations and the NO2 column directly and filtering by meteorological variables, later we analysed the time series of the NO2 column and concentrations in the period of study by wavelet decomposition and analysis of frequencies, and finally we looked at the spatial distribution of the pollutant for four departments of the studied zones and for the whole Colombian territory. We found that OMI measurements are better correlated with 2 p.m. ambient NO2 concentrations at Bogota and Medellin. Good correlations were obtained when data was filtered by solar radiation and wind speed. The highest correlation coefficients obtained were 0,90, 0,80, 0,64 and 0,04 for Bogota, Medellin, Cali and Bucaramanga respectively. Additionally, frequencies analysis showed that surface ambient NO2 concentrations and the NO2 column reported by OMI have column frequency’s between 0 and 50. Decomposition of the time series indicated similar behaviours in the trends and the seasonal variations between OMI data and ambient surface NO2 concentrations. We observed random processes in OMI information but bot in NO2 surface concentrations. We showed that the regions of Colombia with the greatest concentration of NO2 is Andean. In addition, was observed that the zones with major presence of the pollutant in Cundinamarca, Antioquia, the Cauca Valley and Santander are Tocancipa, the Aburra Valley, Dagua and Velez respectively
Palabras clave
NO2, Sensor remoto, Correlación de spearman, Análisis de series de tiempo, Distribución espacial, Remote sensor, Spearman's correlation, Analysis of time series, Spatial distribution, Dióxido de nitrógeno, Contaminación del aire, Contaminación del aire - Mediciones, Aire - Análisis, Nitrogen dioxide, Contaminación del aire, Air - Pollution - Measurement, Air - Analysis
Tipo de documento
Trabajo de grado - Pregrado
Licencia Creative Commons
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.
Fecha de elaboración
1-1-2018
Programa académico
Ingeniería Ambiental y Sanitaria
Facultad
Facultad de Ingeniería
Citación recomendada
Molano Delgado, L. C., & Zambrano Ovalle, A. N. (2018). Análisis espacial y temporal de la concentración de NO2 troposférico en cuatro áreas urbanas de Colombia para el periodo entre 2005 y 2016. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/750
Publisher
Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Ambiental y Sanitaria