Análisis y corrección de datos Ceilómetro Vaisala CL 51 para la caracterización de propiedades ópticas de aerosoles atmosféricos
Fecha
2019
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Editor
Universidad Eafit
Resumen
Descripción
Durante los últimos años el crecimiento de la población, la expansión e industrialización en los grandes centros urbanos, han propiciado episodios de contaminación atmosférica generando graves problemas de salud pública; por lo que determinar el origen y las fuentes de los problemas de contaminación así como formas de mitigación para disminuir su impacto en las muertes prematuras que se generan por ésta causa y que año tras año ha sido una constante preocupación a nivel mundial (Fenosa, 2018). Colombia al ser un país en vía de desarrollo inmerso en similares dinámicas económicas y sociales, no ha sido ajeno a las problemáticas en mención y por ende a la preocupación que éstas generen en la mayoría de sus ciudades principales debido a episodios de contaminación y afectaciones a la salud y al cambio en las dinámicas del clima que cada vez se hacen más frecuentes.
Medellín es un municipio del Valle de Aburrá y la capital del departamento de Antioquia, ubicado en la denominada zona andina de Colombia, tiene una topografía compleja que con el acelerado crecimiento de su población y desarrollo industrial, en los últimos años ha venido presentando episodios que han afectado la calidad del aire, esta ciudad cuenta con el Sistema de Alerta Temprana de Medellín y el Valle de Aburra (SIATA) que tiene una red de estaciones cubriendo el área metropolitana, esta red además de ser utilizada para predicciones meteorológicas busca el monitoreo constante de la calidad del aire con la finalidad de tomar decisiones en el momento en que la calidad de éste se vea afectada; dicha red incluye tres estaciones de Ceilómetro Vaisala CL51 ubicadas en puntos estratégicos del Valle. Estos dispositivos de detección remota basados en la técnica instrumental LIDAR, diseñados inicialmente para medir la distribución vertical de nubes en los primeros 15,400 m de la atmósfera con una resolución de 10 m, cuentan con un láser de semiconductor con una longitud de onda de 910 nm y proporcionan señales medidas integradas cada 16 segundos y calibradas por el fabricante. El Ceilómetro proporciona la señal de retroesparcimiento atenuado para toda la columna atmosférica, a partir de la cual se pueden recuperar propiedades ópticas de aerosoles atmosféricos si se tienen condiciones atmosféricas y meteorológicas adecuadas.
El presente trabajo muestra los resultados obtenidos al desarrollar algoritmos en MATLAB para aplicar un método de elección de ventanas temporales libres de nubes haciendo uso de datos medidos y proporcionados por el piranómetro solar de la red SIATA, para después aplicar correcciones de ruido y absorción de vapor de agua a la señal de retroesparcimiento atenuado del Ceilómetro en las ventanas temporales libres de nubes y por último, haciendo uso del método de inversión de Klett, se presentan los resultados de las propiedades ópticas de los aerosoles atmosféricos extraídas a partir de esta señal, específicamente los coeficientes de retroesparcimiento y de extinción de aerosoles y el espesor óptico de aerosoles sobre la torre SIATA y tomados como representativos del Valle de Aburrá.
Palabras clave
Corrección de datos ceilometro, VAISALA CL 51, Propiedades ópticas, aerosoles atmosféricos, SIATA