An Approach for the Identification of Particulate Matter in the Clouds of Bogotá Using Satellite Imagery Analysis

Aproximación a la identificación de material particulado en las nubes de Bogotá mediante análisis de imágenes satelitales

Objetivo: Analizar la calidad aire de Bogotá mediante la identificación de nubes correspondiente al periodo 2013-2017, y comprobar patrones de comportamiento entre formación de nubes y concentración de material particulado. Materiales y métodos: La muestra incluye datos proporcionados por la Red de Monitoreo de Calidad del aire de Bogotá (RMCAB), teniendo en cuenta la concentración de material particulado, temperatura, precipitación, dirección y velocidad del viento. Los datos son comparados con imágenes satelitales Landsat 8 y las diferentes combinaciones de bandas espectrales, mediante el uso del Sistema de Información Geográfica (SIG) ArcGis. Resultados y discusión: Se refleja un alto ajuste del modelo de un porcentaje mayor al 90 %, presentando una mayor coincidencia en una periodicidad de dos años, en periodo seco; es posible identificar visualmente, que la concentración de los contaminantes sigue la tendencia de las líneas vectoriales del viento, y encontrando una correlación directa con la formación de nubes, influenciado por tendencias de temperatura, velocidad y dirección del viento. Conclusiones: Este documento sirve como alternativa para la medición de material particulado, y aporta a la recolección de información en este tema de investigación.

INTRODUCCIÓN

La contaminación atmosférica es uno de los problemas ambientales más preocupantes y constituye uno de los retos críticos a los que se enfrentan las sociedades modernas y las ciudades en crecimiento, ya que se considera responsable de importantes efectos adversos sobre la salud humana [1]-[4], los animales, los ecosistemas naturales y el medio ambiente [5]. Asimismo, la concentración de partículas (PM) no sólo afecta a la salud humana, sino también a las nubes al impedir la correcta formación de precipitaciones [6]. Estos autores afirman que este efecto tendría serias implicaciones potenciales para la disponibilidad de recursos hídricos y para el clima global debido a los efectos sobre los procesos de precipitación, ya que las gotas que componen las nubes deben formarse inicialmente alrededor de una partícula existente, conocida como "núcleo de condensación de la nube", que depende de la pureza del aire. Asimismo, cuando aumenta la contaminación del aire debido a agentes como las emisiones de PM y de vapor, el núcleo de condensación se incrementa, y las nubes afectadas, que contienen aproximadamente la misma cantidad de agua que las nubes limpias, se distribuyen en un mayor número de gotas de pequeño tamaño; la acumulación resultante impide el crecimiento suficiente de estas gotas para provocar precipitaciones [7], [6], [8].

En América Latina, países como México, Chile y Brasil han aumentado su participación en la contaminación atmosférica global, debido a factores como la emisión y concentración de contaminantes; las ciudades con mayores concentraciones de contaminación superan los límites establecidos por las directrices de la OMS (20 μg/m³) y de la UE (40 μg/m³).