capítulo 2: herramientas satelitales para el análisis de la calidad del aire 10:30 – 11:15

Capítulo 2: Herramientas Satelitales para el Análisis de la Calidad del Aire

10:30 – 11:15

Principales Aplicaciones de las Herramientas Satelitales para el Análisis de la Calidad del Aire

• Salud Pública– Monitorear la calidad del aire donde no existe una

red terrestre de observación– Alerta temprana sobre eventos regionales mayores

(p.ej., incendios).– Información sobre el desplazamiento de contaminantes.

• Proyección Pública y Concientización– Atractivo visual: las imágenes ayudan a comunicar

información sobre la calidad del aire al público en general y a los tomadores de decisiones.

– Blog de Calidad del Aire para Mesoamérica y el Caribe

Principales Aplicaciones de las Herramientas Satelitales para el Análisis de la Calidad del Aire

• Análisis de Eventos que Afectan la Calidad del Aire– Imágenes y datos archivados ayudan con el análisis

histórico de eventos que afectan la calidad del aire.

• Pronósticos de la Calidad del Aire– Pronósticos oficiales de la calidad del aire para el

día siguiente.– Diseñados para proteger la salud pública.

Datos Generados por Satélites para el Análisis de la Calidad del Aire

• Imágenes MODIS de color natural• Profundidad óptica de aerosoles (AOD)

medida con MODIS• GASP (AOD medida con GOES)• Dixido de azufre (SO2) medido con OMI• Dióxido de nitrógeno (NO2) medido con OMI• Sistema de Mapeo de Sustancias Peligrosas

Producto de Incendios y Humo

http://www.noaa.gov/index.html

Espectroradiómetro de Resolución Moderada (MODIS)

• 36 bandas espectrales de 0.41 a 14.385 m.• Múltiples aplicaciones (aire, agua, vegetación, etc.).• Resolución espacial de 1 km, 500 mts y 250 mts.• Satélites Terra y Aqua de la NASA tienen MODIS.

Imagen MODIS de Color Natural

• ¡Una imagen de color natual NO es una fotografía!• Es una imagen compuesta de las bandas roja (banda 1),

verde (banda 4), y azul (banda 3) de MODIS.


MODIS Terra06 Julio 2002

• Humo• Bruma• Nubes

• Reflejo Solar• Nieve• Cielo Despejado

Reflejo solar

Nubes

Nubes

Bruma

Bruma

Humo

Nieve

Reflejo solar


MODIS Aqua18 Marzo 2005

Humo

Nubes

Reflejo Solar

Medición de la Profundidad Optica de Aerosoles (AOD) con MODIS

Partículas atmosféricas dispersan y

absorben la luz

Sol

• La AOD es un parámetro de la dispersión y absorción de luz por las partículas presentes en una columna vertical de la atmósfera.

• La AOD es proporcional a la concentración de partículas.

• La AOD es adimensional. Los valores altos indican altas concentraciones de partículas.

• ¡La nubosidad impide la medición de la AOD!

Imagen AOD con MODIS

MODIS Terra 01 Agosto 2007

Humo

Bruma

Imagen MODIS de la Profundidad Optica de Aerosoles (AOD)

• Rojo = alta concentración de partículas

• Azul = baja concentración de partículas

MODIS Aqua 27 Abril 2008

Humo

India Septentrional, Nepal y Bangladesh:Imagen MODIS de Color Natural e Imagen AOD

MODIS Terra 05 Febrero 2006

Bruma Bruma

Aerosoles y Humo Medidos con GOES (GASP)

• GASP es una medición de la AOD obtenida de satélites geoesta-cionarios.

• Se está desarrollando un Sistema GASP para Centroamérica y el Caribe. Actualmente sólo se cuenta con imá-genes experimentales.

• La ventaja del Sistema GASP es que se cuenta con imágenes nuevas cada 30 minutos (alta resolución temporal).


Instrumento de Monitoro del Ozono (OMI)

• Mide la radiación UV y la radiación visible reflejadas por la Tierra.

• Diseñado para monitorear componentes importantes para la calidad del aire, incluyendo O3, NO2, SO2 y aerosoles.

• Resolución espacial de 13 x 24 kms. • El Satélite Aura de la NASA cuenta

con un OMI.

http://www.fmi.fi/il/index.html

Dióxido de Azufre (SO2) Medido con OMI

•Usado principalmente para monitorear las erupciones volcánicas.

•Medido en Unidades Dobson (DU)

•Mide concentración en la columna vertical.

•¡La nubosidad impide la medición de SO2 con un OMI!

1 DU = 2.687×1016 cm-2

Popocatepetl

SO2

Dióxido de Azufre (SO2) Medido con OMI

1 DU = 2.687×1016 cm-2

Ecuador

Colombia

Perú

SO2

SO2

Dióxido de Nitrógeno (NO2) Medido con OMI

•Mide concentración en la columna vertical.

•¡La nubosidad impide la medición de NO2 con un OMI!

•Las áreas en color gris indican datos faltantes debido a cobertura nubosa.

NO2

Dióxido de Nitrógeno (NO2) Medido con OMI

•Nuevo producto de NO2 con OMI: ¡Acérquese a Centroamérica y el Caribe!

•Muchas áreas de color gris debido a cobertura nubosa durante la época lluviosa.

NO2

Sistema HMS para el Mapeo de Sustancias Peligrosas Producto de Incendios y Humo

• Analistas capacitados utilizan datos de GOES, MODIS y otros satélites para mapear puntos con presencia de humo e incendios.

• Análisis de EE.UU. todo el año por la NOAA.• Análisis de México, Centroamérica, Cuba y las

Bahamas durante la época de incendios (marzo a junio) por el Servicio Meteorológico Nacional de México.


Sistema HMS para Incendios y Humo•Análisis hecho de

1 PM - 11 PM cada día.

•Puntos rojos son ‘puntos calientes’ identificados por MODIS (incendios).

•Plumas de humo aparecen de color gris.

•Países marcados en verde son el enfoque del análisis.25 Mayo 2008

Modelo Global de Aerosoles del Sistema de la Marina para Analizar y Prononsticar Aerosoles (NAAPS)

• El Navy Aerosol Analysis and Prediction System (NAAPS) es un modelo pronosticador global que pronostica las concentraciones de aerosoles de sulfato, polvo y humo en la tropósfera.

• NAAPS es administrado por el Laboratorio de Investigación de la Marina Estadounidense ubicado en Monterey, California.

• La información meteorológica proviene del modelo pronosticador numérico llamado Sistema Global Operacional de la Marina para Pronósticos Atmosféricos (Navy Operational Global Atmospheric Prediction System – NOGAPS).

• La información sobre la distribución de aerosoles proviene de modelos individuales de la emisión de sulfatos, humo y polvo.

• El modelo pronostica concentraciones de aerosoles:– En una cuadrícula de 1°× 1°– A intervalos de 6 horas– Con hasta 120 horas (5 días) de anticipación

• Para mayor información sobre los aspectos técnicos de NAAPS, visite: http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol/index_frame.html.

• El modelo produce gráficos cuadrilaminares disponibles en forma de:– Pronóstico del día– Pronóstico para cinco días– Pronóstico para cinco días en intervalos de seis horas

Modelo Global de Aerosoles del Sistema de la Marina para Analizar y Prononsticar Aerosoles (NAAPS)

http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol/index_frame.html

Pronóstico Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS

Interpretación del Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS

• Cuadro superior izquierdo: Profundidad Óptica Total de aerosoles de sulfatos, polvo y humo.

• ¡Profundidad óptica de aero-soles en toda la tropósfera!

• Los tipos de aerosoles están identificados por color para facilitar la interpretación.

• ¡NO enfoque sólo en este cuadro, porque no se trata de un análisis superficial!

• Cuadro superior derecho: Concentración de Sulfatos en la superficie en g/m3.

• Los valores de concentración están identificados por color para facilitar la interpretación.

• Los aerosoles de sulfato son uno de los componentes principales de la bruma en las áreas urbanas.

• ¡Sí se puede enfocar en este cuadro, porque representa un análisis superficial!


• Cuadro inferior izquierdo: Concentración de Polvo en la superficie en g/m3.


• El polvo puede ser transpor-tado desde África a través del Atlántico e impactar la región.



• Cuadro inferior derecho: Concentración de Humo en la superficie en g/m3.


• El humo es un problema importante en la región durante la temporada seca.



Actividad 2: Productos Satelitales Relacionados con la Calidad del Aire

• Los participantes forman subgrupos de 3-4 personas.

• Cada subgrupo recibirá un juego de imágenes satelitales.

• Con cada imagen los participantes deben determinar:– El tipo de satélite e instrumento que hicieron la medición.

– El contaminante o producto representado en la imagen.

– Característricas principales de la calidad del aire (p.ej., áreas con altas concentraciones de contaminantes).

• Después del análisis en subgrupos, el grupo entero discutirá las imágenes.

• La Meta: Familiarizarse con las imágenes satelitales relacionadas con la calidad del aire.

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