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

1. Capítulo 2: Herramientas Satelitales para el Análisis de la Calidad del Aire 10:30 – 11:15

2. Principales Aplicaciones de las Herramientas Satelitales para el Análisis de la Calidad del Aire • SaludPública • Monitorear la calidad del airedonde no existeunared terrestre de observación • Alertatempranasobreeventosregionalesmayores(p.ej., incendios). • Informaciónsobre el desplazamiento de contaminantes. • ProyecciónPública y Concientización • Atractivo visual: lasimágenesayudan a comunicarinformaciónsobre la calidad del aire al público en general y a los tomadores de decisiones. • Blog de Calidad del AireparaMesoamérica y el Caribe

3. 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.

4. Datos Generados por Satélites para el Análisis de la Calidad del Aire • Imágenes MODIS de color natural • Profundidadóptica 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 SustanciasPeligrosasProducto de Incendios y Humo

5. Espectroradiómetro de Resolución Moderada (MODIS) • 36 bandas espectrales de 0.41 a 14.385 mm. • 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.

6. 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. + + =

7. Imagen MODIS de Color Natural Nieve Nubes Humo Nubes Reflejo solar Bruma Reflejo solar Bruma MODIS Terra06 Julio 2002 • Humo • Bruma • Nubes • Reflejo Solar • Nieve • Cielo Despejado

8. Imagen MODIS de Color Natural MODIS Aqua18 Marzo 2005 Nubes Humo Reflejo Solar

9. Medición de la Profundidad Optica de Aerosoles (AOD) con MODIS • 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! Sol Partículas atmosféricas dispersan y absorben la luz

10. Imagen AOD con MODIS Humo Bruma MODIS Terra 01 Agosto 2007

11. Imagen MODIS de la Profundidad Optica de Aerosoles (AOD) Humo MODIS Aqua 27 Abril 2008 • Rojo = alta concentración de partículas • Azul = baja concentración de partículas

12. India Septentrional, Nepal y Bangladesh:Imagen MODIS de Color Natural e Imagen AOD Bruma Bruma MODIS Terra 05 Febrero 2006

13. 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).

14. 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.

15. 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! SO2 Popocatepetl 1 DU = 2.687×1016 cm-2

16. Dióxido de Azufre (SO2) Medido con OMI SO2 Colombia SO2 Ecuador Perú 1 DU = 2.687×1016 cm-2

17. 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

18. Dióxido de Nitrógeno (NO2) Medidocon 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

19. 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.

20. 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

21. 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 pronosticadorglobal 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.

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

23. Pronóstico Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS

24. 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!

25. Interpretación del Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS • Cuadro superior derecho: Concentración de Sulfatos en la superficie en mg/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!

26. Interpretación del Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS • Cuadro inferior izquierdo: Concentración de Polvo en la superficie en mg/m3. • Los valores de concentración están identificados por color para facilitar la interpretación. • El polvo puede ser transpor-tado desde África a través del Atlántico e impactar la región. • ¡Sí se puede enfocar en este cuadro, porque representa un análisis superficial!

27. Interpretación del Gráfico Cuadrilaminar de NAAPS • Cuadro inferior derecho: Concentración de Humo en la superficie en mg/m3. • Los valores de concentración están identificados por color para facilitar la interpretación. • El humo es un problema importante en la región durante la temporada seca. • ¡Sí se puede enfocar en este cuadro, porque representa un análisis superficial!

28. 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.