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MEDICIONES METEOROLÓGICAS Y DE CALIDAD DE AIRE EN TEMUCO Y RANCAGUA PARA LA OBTENCIÓN DE

ANTECEDENTES TÉCNICO CIENTÍFICO PARA LA GENERACIÓN DE LA NORMA DE CALIDAD PRIMARIA PARA MATERIAL

PARTICULADO FINO MP2.5

INFORME FINAL

Para la

COMISION NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE

Diciembre, 2000

SANTIAGO, CHILE

CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE

MEDICIONES METEOROLÓGICAS Y DE CALIDAD DE AIRE EN TEMUCO Y RANCAGUA PARA LA OBTENCIÓN DE

ANTECEDENTES TÉCNICO-CIENTÍFICO PARA LA GENERACIÓN DE LA NORMA DE CALIDAD PRIMARIA PARA MATERIAL

PARTICULADO FINO MP2.5

Equipo de Trabajo de CENMA

Pablo Ulriksen Ugarte Jefe de Proyecto

Gerardo Alvarado Zúñiga Encargado Monitoreo de Calidad de Aire

Marcelo Araya Mendoza Encargado Red Meteorológica

Patricio Serrano Venegas Operador Equipos Calidad de Aire

Javier Vargas Velásquez Operador Equipos Meteorológicos

Maureen Amín Donoso Procesamiento Información Meteorológica

Andres Cabello Blanco Análisis de trayectorias de masas de aire

Manuel Merino Thayer Análisis de condiciones meteorológicas de escala sinóptica

Contraparte Técnica del Proyecto

Christian Santana CONAMA

CENMA – Centro Nacional del Medio Ambiente Programa Meteorología y Calidad de Aire Mediciones de Calidad de Are y Meteorología en Temuco y Rancagua

INDICE

1 RESUMEN EJECUTIVO 1

2 INTRODUCCIÓN 4

2.1 Objetivos 5

3 MEDICIONES DE MATERIAL PARTICULADO Y METEOROLOGÍA REALIZADAS EN TEMUCO 7

3.1 Metodología 7

3.1.1 Medición continua de material particulado MP10 y MP2.5 7

3.2 Medición de variables meteorológicas 9

3.3 Descripción del lugar de medición 10

3.4 Actividades Realizadas 11

3.5 Resultados de mediciones en Temuco 13

3.5.1 Resumen de mediciones en Tablas y gráficos: 13

3.5.2 Comparación de ciclos diarios promedios de MP2.5 y MP10 20

3.5.3 Series de Tiempo de Material Particulado 22

3.5.4 Series de Tiempo de las variables meteorológicas 24

3.5.5 Comparación de mediciones con TEOM y muestreadores gravimétricos Harvard Impactor 26

4 ANÁLISIS DE CAMPOS DE VIENTO Y TRAYECTORIAS EN TEMUCO 31

4.1 Campos de viento 31

4.2 Construcción de trayectorias 33

4.3 Períodos estudiados 34

4.3.1 Período 31 de Julio al 5 de Agosto 2000 34

4.3.2 Período 22 al 25 de Octubre 2000 40

4.4 Comentarios 46

5 ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES METEOROLÓGICAS ASOCIADAS A EPISODIOS DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA EN TEMUCO INVIERNO-PRIMAVERA 2000 47


5.1 Introducción 47

5.1.1 Comparación precipitación Abril-Octubre 2000 y normales mensuales 47

5.1.2 Promedios diarios de PM10 y PM2.5 en el período Julio-Octubre 2000 47

5.1.3 Temperaturas promedio mensuales en superficie 48

5.2 Definición y clasificación de episodios 48

5.2.1 Definición de episodios 48

5.2.2 Clasificación de la condición sinóptica 48

5.2.3 Metodología 49

5.2.4 Información utilizada 49

5.3 Resumen de condiciones de episodios 49

5.3.1 Episodios definidos en el período Julio-Octubre 49

5.3.2 Características sinópticas generales en períodos Invierno-Primavera en la Zona Sur 50

5.3.3 Estabilidad a niveles bajos 50

5.3.4 Condiciones meteorológicas asociadas a episodios 50

5.4 Conclusiones y Sugerencias 59

5.4.1 Condiciones meteorológicas generales 60

5.4.2 Clasificación de episodios 60

5.4.3 Características generales de los Tipos de Episodios 61

5.4.4 Variación de la proporción existente entre PM10 y PM2.5 respecto a la temperatura. 62

5.4.5 Dirección predominante del viento durante los episodios. 62

5.4.6 Condiciones de estabilidad a niveles bajos 63

5.4.7 Relación de episodios en Temuco y Santiago 63

5.4.8 Posibilidad de desarrollar un sistema de pronóstico diario de eventos de alta contaminación para Temuco 64

5.5 Referencias 64

5.6 Anexos 65

5.6.1 Descripción de los Episodios 65


5.6.2 Información utilizada en el análisis 88

6 CONCLUSIONES 90


Informe Final

Versión Corregida de Julio de 2001 1

1 Resumen Ejecutivo

El programa de mediciones continuas de material particulado respirable, menor a 10 micrones y menor a 2.5 micrones (MP10 y MP2.5) con equipos TEOM y de variables meteorológicas en Temuco se inició el 20 de julio de 2000. En forma paralela, a fines de julio, CONAMA IX Región inició un programa de mediciones de MP10 y MP2.5 con muestreadores gravimétricos del tipo Harvard Impactor. En este informe se presentan los resultados obtenidos hasta el 31 de octubre de 2000.

Se encuentra una diferencia sistemática entre los valores obtenidos con los equipos TEOM y Harvard Impactor. Para MP10, los valores medidos con Harvard impactor son un 20% mayores que los medidos con TEOM, mientras que para MP2.5 esta diferencia llega a un 40% al considerar el período Agosto a Octubre de 2000. Las diferencias se explican por pérdidas de componentes volátiles en el equipo TEOM (que opera a temperatura más alta que el ambiente).

De un total de 104 días de medición, durante 3 días se supera la norma de MP10 (150 µg/m3), de acuerdo a los resultados obtenidos con equipos Harvard Impactor. En cambio, el equipo TEOM presenta sólo 1 día sobre Norma. Sin embargo, al incrementar los valores de TEOM MP10 en un 20% (valor de corrección con respecto a Harvard Impactor), se llega a 5 días sobre Norma.

Durante los meses más fríos, se aprecia un fuerte crecimiento de los valores de concentración de material particulado, a partir de las 18 h, alcanzando valores máximos alrededor de las 21 h. En las mañanas, también hay ocurrencia de valores altos, pero menores a los registrados en la noche. Después de mediodía, el aumento de la ventilación mejora la dispersión, disminuyendo los valores de concentración de MP.

Las mediciones meteorológicas realizadas en la ciudad de Temuco, junto con las de calidad de aire, muestran en julio y agosto (invierno) direcciones predominantes de viento provenientes del sector comprendido entre las direcciones ENE y NNE. Los meses de septiembre y octubre no muestran direcciones predominantes claramente establecidas, comportamiento propio de meses de transición hacia el ciclo de vientos de verano.

La dirección del viento en los meses de invierno no muestra una clara tendencia de direcciones predominantes durante el período diurno, mientras que en los meses de transición las direcciones predominantes del período diurno provienen del sector comprendido entre las direcciones WSW y SW. Para el período nocturno, en todos los meses se observan direcciones predominantes provienen del sector comprendido entre las direcciones NNW y NE.

Las velocidades de viento están en el rango de 1 a 2 [m/s] durante el período nocturno, mientras que en el período diurno tienen valores máximos promedios entre 2.5 y 3.2 [m/s].

La temperatura tiene comportamiento normal, con mínimas que ocurren cerca de las 8 h en los meses de invierno y cerca de las 6 h a partir de octubre, con valores comprendidos entre


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4.5 y 8 [C]. Los valores máximos de temperatura se alcanzan entre las 15 y 16 h para todo el periodo de mediciones, con valores comprendidos entre 10.5 y 17 [C].

La humedad relativa presenta un comportamiento normal con valores nocturnos que oscilan en promedio entre 90 y 95 [%], para todo el periodo observado. Los valores mínimos se alcanzan entre las 15 y 16 h, con valores que oscilan entre 60 y 72 [%].

La presión atmosférica tiene un ciclo diario bien definido con máximos que se alcanzan cerca del medio día y dos valores mínimos, el primero entre las 04:00 y 05:00 h, mientras que el segundo se alcanza entre las 15:00 y 16:00 h. Las variaciones temporales del ciclo diario promedio oscilan entre los 1008 y 1011 [hPa] para el periodo observado.

El análisis de las condiciones meteorológicas de escala sinóptica que afectaron la región durante el período de mediciones, muestra que los eventos de alta contaminación en Temuco están asociados a condiciones de régimen anticiclónico con desarrollo de vaguada costera y a situaciones pre-frontales, con características similares a las encontradas en la región de Santiago.

El análisis de trayectorias de masas de aire muestra que, en términos comparativos, los días con niveles más altos de contaminación, presentan una residencia mayor del aire asociada a vientos débiles, mientras que en días más limpios, la ventilación es mayor y la residencia menor.

El análisis de trayectorias de varios días de alta contaminación en meses de invierno muestra que las masas de aire provienen principalmente del sector ubicado hacia el norte y poniente de la estación de medición, con valores de MP2.5 cercanos a MP10, indicando un efecto importante de emisiones de procesos de combustión. Un análisis de trayectorias para días de primavera (octubre), muestra que las masas de aire provienen del sector sur y sureste, con una proporción de MP2.5 mucho menor, indicando una probable contribución de procesos de levantamiento de polvo sobre MP10.

Las conclusiones más importantes que se obtienen de este estudio son las siguientes:

Los antecedentes indican que Temuco podría estar en condiciones de Zona Saturada por material particulado, puesto que durante el corto período de mediciones se supera durante 3 veces la norma para MP10 (5 veces si se aplica corrección de 1.2 a los valores de TEOM).

La relación MP2.5/MP10 es alta, especialmente en días de alta contaminación, llegando a valores cercanos a 1. Por lo tanto, se puede suponer un efecto importante de contaminación por procesos de combustión, que emiten mayoritariamente partículas de tamaños inferiores a 2.5 micrones.

Las concentraciones horarias más altas usualmente ocurren al comienzo de la noche, alrededor de las 21 h. De acuerdo al ciclo diario típico de las actividades urbanas, se podría atribuir a un efecto importante de emisiones asociadas a calefacción (principalmente quema de leña) y a emisiones vehiculares.

El análisis de trayectorias muestra que las masas de aire se desplazan lentamente sobre áreas cercanas al lugar de medición, en las horas previas a la ocurrencia de mayor


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contaminación (cerca de las 21 h). Por lo tanto, se presume que las emisiones urbanas son responsables de gran parte del problema de contaminación.

El análisis de las condiciones meteorológicas de escala sinóptica durante eventos de alta contaminación muestra que es factible desarrollar un sistema de pronósticos de episodios de contaminación atmosférica, para apoyar la aplicación de medidas de control de emisiones y de prevención a la población para evitar exposición a niveles altos de contaminación.

Recomendaciones para la gestión de la calidad de aire en Temuco:

Las causas más probables de los niveles altos de MP10 y MP2.5 observados durante la primera parte de la noche, son emisiones urbanas, atribuidas a uso de leña para calefacción y emisiones vehiculares.

Las medidas de prevención para evitar la exposición de personas a niveles altos de contaminación, deben priorizar el horario de mayor contaminación, entre 19 y 01 h, en los meses de invierno.

Se puede establecer un sistema de pronóstico de episodios de contaminación atmosférica para Temuco, que permita decidir la aplicación de medidas de reducción de emisiones y alertar a la población, con suficiente anticipación (24 horas).


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2 Introducción

El presente estudio se enmarca en el Programa de Dictación de Normas Ambientales de la Comisión Nacional del Medio Ambiente (CONAMA), específicamente en la generación de antecedentes técnicos-científicos para la generación de la norma de calidad primaria para material particulado fino MP2.5. El estudio ha sido desarrollado por el Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA), para CONAMA.

Estudios recientes de contaminación atmosférica en algunas ciudades, desarrollados por CONAMA, han permitido identificar problemas de contaminación por material particulado fino en al menos dos de las ciudades estudiadas, Temuco y Rancagua. La situación de Temuco es más preocupante, tanto por los niveles alcanzados, como por la probable toxicidad del material particulado asociado principalmente a quema de leña.

Para mejorar la información del flujo de vientos, apoyar la definición de un lugar de instalación de una estación monitora de calidad de aire y evaluar los niveles de exposición horaria en Temuco a contaminación por material particulado se realizaron las siguientes mediciones y estudios:

Mediciones continuas de material particulado respirable MP2.5 y MP10 con TEOM y de variables meteorológicas (viento, temperatura y humedad) en un lugar representativo de exposición de población, durante tres meses.

Análisis de campos de viento y trayectorias de masas de aire que llegan al lugar de medición.

Análisis de condiciones meteorológicas de escala sinóptica asociadas a eventos de alta contaminación, durante el período de medición.

Además, personal de CONAMA IX Región realizó muestreos de MP10 y MP2.5 en filtros con equipos muestreadores gravimétricos del tipo Harvard Impactor

Para mejorar la información del flujo de vientos en Rancagua y apoyar la definición de un lugar de instalación de una estación monitora de calidad de aire en la zona, se realizaron mediciones meteorológicas durante un mes (Agosto de 2000) con una estación meteorológica simple (viento, temperatura, humedad y radiación solar).

La información obtenida en las mediciones meteorológicas se utiliza para el análisis de trayectorias de masas de aire que llegan al lugar de medición, mediante la aplicación de un modelo de tipo “diagnóstico” que permite generar campos de viento.


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2.1 Objetivos

El programa de mediciones de acuerdo a los requerimientos de CONAMA fue desarrollado para cumplir con los siguientes objetivos:

Evaluar los niveles de exposición horaria a contaminación atmosférica por MP2.5 en Temuco, en condiciones invernales y de primavera.

Identificar preliminarmente las condiciones meteorológicas que propician la ocurrencia de altas concentraciones de MP2.5 en Temuco.

Evaluar la ubicación del monitoreo por MP2.5 en cuanto a representatividad de exposición poblacional a ese contaminante para Temuco.

Identificar preliminarmente las condiciones meteorológicas de Rancagua

Evaluar la ubicación de lugar como futura estación de monitoreo de contaminantes en Rancagua.


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3 Mediciones de material particulado y meteorología realizadas en Temuco

3.1 Metodología

3.1.1 Medición continua de material particulado MP10 y MP2.5

Las mediciones continuas de material particulado respirable fueron realizadas con dos equipos TEOM modelo 1400a, marca Rupprecht & Patashnick. Ambos equipos están dotados con cabezal MP10 para partículas menores a 10 micrones. En uno de ellos se instaló adicionalmente un ciclón de corte a 2.5 micrones que deja pasar partículas menores a 2.5 micrones (Ver Figura 3.2).

El equipo TEOM (Tapered Element Oscillating Microbalance) básicamente está formado por un cabezal de entrada, una unidad sensora, una unidad de control y una bomba de aspiración. El principio de funcionamiento es el siguiente: a través del cabezal se aspira una muestra de aire con partículas menores al punto de corte de éste, a razón de 16.67 lt/min, a la salida del cabezal este flujo es separado en un flujo principal (1, 2 o 3 lt/min) que alimenta la unidad sensora y un flujo auxiliar que generalmente es reenviado al exterior o puede ser utilizado en equipos adicionales para caracterización de partículas. El flujo principal de aire antes de ingresar a la unidad sensora atraviesa una columna calefaccionada (generalmente a 50°C) para eliminar la humedad. La unidad sensora tiene una microbalanza basada en un tubo delgado, fijo en un extremo, que es mantenido en vibración. Un filtro instalado en el extremo libre del tubo recoge el material particulado de la corriente de aire que pasa a través de él. La frecuencia de vibración del tubo va disminuyendo a medida que se deposita masa en el filtro. El aumento de masa en una unidad de tiempo (por ejemplo 10 min) dividido por el flujo de operación permite calcular la concentración de PM10 en ese intervalo de tiempo. Las concentraciones son almacenadas en un módulo de memoria como promedios de diferentes intervalos de tiempo (por ejemplo, 5 min, 1h y 24 horas), con capacidad para varios días de mediciones. Dependiendo del tamaño de partículas a monitorear se define el cabezal de entrada, ya sea menores a 10 micrones (MP10) o menores a 2.5 micrones (MP2.5).

Los equipos TEOM fueron montados en casetas con aire acondicionado, de dimensiones aproximadas de 1.6 m de alto por 1.5 m de ancho, especialmente diseñadas para uso en intemperie. Para una mejor exposición, las casetas fueron instaladas sobre andamios de 2 m de altura.

La Figura 3.1 muestra el equipo TEOM instalado en el interior de una caseta similar a la utilizada en las mediciones.


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Figura 3.1 TEOM instalado en interior de caseta

Cabezal corte a 10 micrones

Unidad sensora de masa

Ciclón corte a 2.5 micrones

(opcional)

Filtro

Figura 3.2 Cabezal y unidad sensora de masa

Unidad electrónica

Bomba

Unidad sensora

Cabezal MP10

Aire

Acondicionado


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3.2 Medición de variables meteorológicas

Las mediciones de variables meteorológicas se realizaron con sensores que cumplen con los estándares de la Organización Mundial de Meteorología. En la Tabla 3.1 se resume las características principales de cada uno de ellos.

Tabla 3.1 Sensores instalados en la estación meteorológica

Marca Modelo Uso Características principales

Vaisala WAA151 Velocidad del viento Sensor Optoeléctrico Umbral de velocidad: 0.4 [m/s] Rango: 0.4 a 75 [m/s] Temp. Operación: -50 a 55 C Exactitud: 0.17 [m/s]

Vaisala WAV151 Dirección del viento Sensor Optoeléctrico Rango : 0 a 360º Resolución: 5.6º Exactitud: Mejor que 3º

Vaisala WAT12 Trasmisor Conversor digital análogo, usado con salida 4 - 20 mA. Rango operación: -40 a 55 C

Vaisala PB101B Presión Atmosférica Sensor electrónico Tipo: BAROCAP Rango: 600 a 1060 hPa Exactitud: ± 0.5 % Temp. Operación: -40 a 60 C

Vaisala HMP45D Temperatura y Humedad Relativa

Temperatura Rango: -40 a 60 C Tipo: Pt100 IEC 751 1/3 Clase B Exactitud: ± 0.2 C Humedad Rango: 0.8 a 100 % Tipo: HUMICAP 180 Exactitud: Mejor que 3%

Los sensores se montaron sobre un mástil telescópico de 10 metros de altura, mediante el uso de abrazaderas y/o brazos provistos por el fabricante.

Los sensores son conectados a un datalogger que almacena y pre procesa la información, para luego almacenar promedios de 15 minutos de cada una de las variables medidas. Además, permite la conexión remota para la adquisición de la información, usando, en este caso, un teléfono celular.


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3.3 Descripción del lugar de medición

Los equipos fueron instalados en un recinto de la Universidad de La Frontera (lugar seleccionado por personal de CONAMA IX Región, ver Figura 3.3). El lugar esta ubicado en una zona residencial, no se aprecian industrias en las cercanías y las calles cercanas tienen una baja circulación de vehículos. El terreno está dedicado a siembras, tiene buena exposición, es abierto y no existen obstáculos en un amplio radio. La Figura 3.4 muestra la ubicación del lugar donde se realizaron las mediciones y la ubicación de otros dos lugares donde se realizan mediciones meteorológicas (U. Católica, Maquehue).

Figura 3.3 Mapa ubicación estación Temuco


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3.4 Actividades Realizadas

Instalación de equipos

Durante los días 18 y 19 de Julio se instalaron los siguientes equipos:

• 1 estación meteorológica simple, montada en un mástil de 10m, equipado con:

• Sensor de Temperatura y humedad relativa (a 2m)

• Sensor de Velocidad y dirección del viento (a 10m)

• Datalogger con capacidad para al menos un mes de datos (promedios de 15 min), almacenamiento de valores de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, dirección del viento, desviación estándar de velocidad del viento, desviación estándar de dirección del viento, presión. Además, se conectó el TEOM MP2.5 para capturar valores promedio de una hora, 30 minutos y porcentaje de carga en filtro.

• 1 equipo TEOM MP2.5 con caseta acondicionada, montado sobre andamio. Este equipo quedó programado para almacenar cada 10 minutos: promedios de concentración de los últimos 10 min, 30min, 1 h y 24 h, masa total, flujo principal (seteado en 2 l/min) y flujo auxiliar (seteado en 14.7 l/min). Temperaturas de operación TEOM 50°, 50°, 50°.

• 1 equipo TEOM MP10 (facilitado por Weisser a CONAMA) con caseta acondicionada, montado sobre andamio. Este equipo quedó programado para almacenar cada 10 minutos: promedios de concentración de los últimos 10 min, 30min, 1 h, 8h y 24 h, masa total, temperatura ambiente, % carga filtro. Flujo principal seteado en 1 l/min y flujo auxiliar seteado en 15.7 l/min. Temperaturas de operación TEOM 50°, 50°, 50°.

Figura 3.4 Estación meteorológica, TEOM MP2.5 y TEOM MP10


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El 28 de julio se habilitó una conexión mediante modem y teléfono celular para recolección automática de datos desde CENMA.

Por otro lado, el 21 de julio quedaron instalados los equipos muestreadores gravimétricos del tipo Harvard Impactor. Esta actividad fue coordinada por Rocío Toro, profesional de CONAMA IX Región.

Operación y funcionamiento de los equipos

La información meteorológica y de MP2.5 fue recolectada automáticamente, a través de acceso telefónico, con un computador dedicado a la recolección de datos en CENMA.

Por otra parte, se realizaron visitas para mantención y verificación del funcionamiento de los equipos los días 28 de julio, 10 de agosto y 6 de octubre.

La operación en terreno fue realizada por la Sra. Rocío Toro de CONAMA 9 Región, quién recibió entrenamiento para cambio de filtros, detección de fallas y recolección de datos mediante conexión con un computador portátil facilitado por CENMA. Las visitas del operador en terreno se coordinaron con los cambios de filtros de los equipos muestreadores gravimétricos del tipo Harvard Impactor.

Los sensores meteorológicos funcionaron en condiciones normales de operación. Un problema menor en el cargador de batería de la estación significó perder datos meteorológicos entre las 8:30 del 25/07 y las 13:15 del 28/07.

Los equipos TEOM no presentaron fallas durante el período de operación. Sin embargo, existe un período (28/07 al 9/08) durante el cual los valores de material particulado fino MP2.5 presentan un fuerte aumento, siendo muy similares a MP10. Este período se inicia luego de una visita de mantención, pero en la visita siguiente para solucionar el problema no se detectó una falla en el equipo o alguna anomalía en el entorno. Ante la duda se procedió a cambiar la unidad electrónica del TEOM MP2.5, ajustar flujos y limpieza del cabezal. Posteriores comparaciones con los muestreadores gravimétricos del tipo Harvard Impactor tuvieron buena correlación, confirmando los valores medidos en este período.

Los equipos TEOM, de acuerdo a la recomendación del fabricante fueron seteados en temperaturas de operación de 50° en la columna de muestreo para eliminar la humedad del aire. El 29 de septiembre se cambió el modo de operación a 30° en la columna, a partir de esa fecha ha existido una mayor ocurrencia de valores de concentraciones negativas en ambos equipos, siendo más frecuente en el TEOM MP10. Los valores negativos están asociados a pérdida de masa por volatilización o evaporación de agua (humedad del aire) en el filtro de la balanza sensora de masa.

La comunicación remota y respaldo de datos meteorológicos y de MP2.5 medidos en Temuco ha funcionado sin problemas desde el día de la conexión (28 de julio).


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3.5 Resultados de mediciones en Temuco

3.5.1 Resumen de mediciones en Tablas y gráficos:

Tabla 3.2 Resumen de promedios horarios y de 24 horas de MP2.5 [µµg/m3]

Julio* Agosto Septiembre Octubre Período 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h Mínimo 1.0 7.3 1.0 11.1 1.0 7.4 1.0 7.0 1.0 1.0 Máximo 463.8 101.1 741.9 138.3 397.9 65.4 272.1 42.2 741.9 138.3 Promedio 33.2 33.8 39.2 38.6 25.3 25.6 16.8 16.5 27.9 28.0 Percentil 50% 14.1 23.6 19.7 29.2 12.5 19.2 10.0 14.6 13.5 20.6 Percentil 80% 46.7 61.2 54.4 62.8 34.2 38.0 24.7 21.6 35.7 43.0 Percentil 90% 87.5 67.3 97.7 76.1 61.7 58.2 36.9 26.2 65.2 63.7 Percentil 95% 126.5 81.4 163.3 82.9 87.4 62.1 53.5 31.3 104.4 77.6 Percentil 98% 180.0 84.6 218.8 119.1 137.0 65.0 85.8 37.4 174.2 84.5 Percentil 99% 231.6 90.9 277.4 129.0 200.7 65.2 102.7 39.8 230.7 101.7 No. datos (1h) 278 733 704 714 2429 No. días (>18h) 11 31 29 30 101 % Recolección 96.5 98.5 97.8 96.0 97.3 No. días excede 65 µg/m3

1 4 1 0 6

*Inicio mediciones 20 de julio

Ciclos diarios promedio mensual de MP2.5Mediciones con TEOM, Temuco 2000

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3

Julio Agosto Septiembre Octubre

Figura 3.5 Ciclo diario promedio mensual de MP2.5, Julio a Octubre de 2000


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Tabla 3.3 Resumen de promedios horarios y de 24 horas de MP10 [µµg/m3]

Julio* Agosto Septiembre Octubre Período 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h 1 h 24 h Mínimo 1.0 11.8 1.0 15.8 1.0 7.4 1.0 12.1 1.0 7.4 Máximo 408.7 127.9 771.6 158.3 419.8 83.7 426.8 118.5 771.6 158.3 Promedio 54.5 55.1 49.5 49.5 35.0 35.4 47.2 46.5 44.5 44.6 Percentil 50% 23.4 40.7 24.1 40.5 18.4 26.8 26.7 43.3 23.1 39.8 Percentil 80% 80.4 81.4 72.7 68.5 51.5 48.3 73.5 59.8 66.0 66.3 Percentil 90% 153.6 84.4 121.2 77.2 87.4 71.1 113.4 72.2 108.8 80.3 Percentil 95% 188.4 106.1 186.7 109.7 120.0 79.5 163.5 92.2 162.9 90.8 Percentil 98% 312.5 119.2 271.2 146.9 192.7 81.7 228.7 104.8 248.3 128.3 Percentil 99% 369.4 123.5 326.0 152.6 240.9 82.7 288.3 111.7 311.5 139.7 No. datos (1h) 261 731 686 656 2334 No. días (>18h) 11 31 29 30 102 % Recolección 90.6 98.3 95.3 88.2 93.5 No. días excede Norma 24h

0 1 0 0 1

*Inicio mediciones 20 de julio

Ciclos diarios promedio mensual de MP10Mediciones con TEOM, Temuco 2000

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3


Figura 3.6 Ciclo diario promedio mensual de MP10, Julio a Octubre de 2000


Informe Final


Tabla 3.4 Resumen valores promedios de 1h paraTemperatura y humedad relativa

Temuco, Período 20 de julio al 31 de octubre de 2000 Temperatura [C] Humedad Relativa [%] Meses %rec Mínimo Máximo Promedio %rec Mínimo Máximo Promedio Julio 72.9 -0.4 13.3 7.6 72.9 48.6 98.9 85.8 Agosto 100 -1.9 18.6 9.1 100 19.5 98.5 83.2 Septiembre 100 -0.7 18.5 8.9 100 38.4 98.2 83.2 Octubre 100 3.2 26.6 12.1 100 27.2 97.9 79.6

Tabla 3.5 Resumen valores promedios de 1h paraVelocidad del viento y Presión atmosférica

Temuco, Período 20 de julio al 31 de octubre de 2000 Velocidad del viento [m/s] Presión [hPa] Meses %rec Mínimo Máximo Promedio %rec Mínimo Máximo Promedio Julio 72.9 0.0 8.2 1.9 72.9 999.0 1020.2 1010.8 Agosto 100 0.0 9.0 1.6 100 1002.3 1019.9 1009.6 Septiembre 100 0.0 7.8 1.9 100 991.8 1022.3 1008.8 Octubre 100 0.0 6.9 1.0 100 999.9 1017.5 1009.1

Tabla 3.6 Resumen Estadístico de valores promedios de 1h para Temperatura, Humedad Relativa (HR) y Velocidad del viento (WS)

Temuco, Período 20 de julio al 31 de octubre de 2000 Variable N %rec min Max prom 50% 80% 90% 95% 98% 99% Temp [C] 2418 96.9 -1.9 26.6 9.8 9.9 12.7 14.8 17.0 19.2 21.2 HR [%] 2418 96.9 19.5 98.9 82.3 86.5 95.1 96.9 97.6 98.0 98.2 WS [m/s] 2418 96.9 0.0 9.0 1.5 1.1 2.4 3.3 4.3 5.3 6.1

Tabla 3.7 Direcciones de viento predominantes para valores de 1h

Valores mensuales y ciclos diurno y nocturno Temuco, Período 20 de julio al 31 de octubre de 2000 Variable Julio Agosto Septiembre Octubre Dirección predominante mensual ENE NE SW WSW Dirección predominante mensual Ciclo Nocturno ENE NE ENE NNW Dirección predominante mensual Ciclo Diurno NNE SW SW WSW Nota: Ciclo diurno: Periodo comprendido entre las 12:00 y 18:00 horas Ciclo nocturno: Periodo comprendido entre las 00:00 y 06:00 horas

Con la información obtenida de la estación meteorológica instalada en Temuco se han podido realizar gráficos que muestran el comportamiento de cada una de las variables


Informe Final


medidas, mediante el cálculo de ciclos diarios y en el caso especial de la dirección del viento mediante el cálculo de frecuencia de direcciones (Rosa de direcciones principales).

En las figuras siguientes se puede ver este resultado.

Figura 3.7.a Rosas de viento mensuales


Informe Final


Figura 2.7.b Rosas de viento mensuales nocturnas

Rosa Mensual NocturnaJulio 2001

Estación Temuco, Temuco IX Región

0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual NocturnaAgosto 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual NocturnaSeptiembre 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual NocturnaOctubre 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW


Informe Final


Figura 2.7.c Rosas de viento mensuales diurnas

Rosa Mensual DiurnaJulio 2001


0

5

10

15

20

25

30N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual DiurnaAgosto 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual DiurnaSeptiembre 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Rosa Mensual DiurnaOctubre 2001


0

5

10

15

20

25N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW


Informe Final


Figura 3.8 Ciclos diarios de Temperatura

Figura 3.9 Ciclos diarios de Velocidad del viento


Informe Final


Figura 3.10 Ciclos diarios de Humedad Relativa

Figura 3.11 Ciclos diarios de Presión Atmosférica

3.5.2 Comparación de ciclos diarios promedios de MP2.5 y MP10


Informe Final


Ciclos diarios promedio de MP2.5 y MP10, Julio 2000Mediciones con TEOM en Temuco

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3

MP2.5 MP10

Ciclos diarios promedio de MP2.5 y MP10, Agosto 2000Mediciones con TEOM en Temuco

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3

MP2.5 MP10

Figura 3.12 y Figura 3.13 Ciclos diarios de MP2.5 y MP10, Julio y Agosto 2000

Los ciclos diarios muestran la ocurrencia de valores máximos entre las 20 y 23 horas. Los valores mínimos ocurren en la madrugada, entre las 05 y 07 horas.

Ciclos diarios promedio de MP2.5 y MP10, Septiembre 2000Mediciones con TEOM en Temuco

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3

MP2.5 MP10

Ciclos diarios promedio de MP2.5 y MP10, Octubre 2000Mediciones con TEOM en Temuco

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Horas

Co

nce

ntr

ació

n

g/m

3

MP2.5 MP10

Figura 3.14 y Figura 3.15 Ciclos diarios de MP2.5 y MP10, Septiembre y Octubre

Durante Septiembre los valores son menores, en especial los valores de MP10. En Octubre, se aprecia un fuerte aumento de los valores de MP10 entre las 09 y 15 horas.


Informe Final


3.5.3 Series de Tiempo de Material Particulado

Promedios de 1h y promedios móviles 24h de MP2.5 y MP10Temuco, 20 al 31 de julio de 2000

0

100

200

300

400

500

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

días

con

cen

trac

ión

[g

/m3 ]

MP2.5_1h MP10_1h MP25_24h MP10_24h

Figura 3.16 Series de tiempo de MP10 y MP2.5, Julio

Promedios de 1h y promedios móviles 24h de MP2.5 y MP10Temuco, Agosto de 2000

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

días

con

cen

trac

ión

[g

/m3 ]

MP2.5_1h MP10_1h MP25_24h MP10_24h

Figura 3.17 Series de tiempo de MP10 y MP2.5, Agosto


Informe Final


Promedios de 1h y promedios móviles 24h de MP2.5 y MP10Temuco, Septiembre de 2000

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

días

con

cen

trac

ión

[g

/m3 ]

MP2.5_1h MP10_1h MP25_24h MP10_24h

Figura 3.18 Series de tiempo de MP10 y MP2.5, Septiembre

Promedios de 1h y promedios móviles 24h de MP2.5 y MP10Temuco, Octubre de 2000

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

días

con

cen

trac

ión

[g

/m3 ]

MP2.5_1h MP10_1h MP25_24h MP10_24h

Figura 3.19 Series de tiempo de MP10 y MP2.5, Octubre


Informe Final


3.5.4 Series de Tiempo de las variables meteorológicas

Promedios de 1h de Temperatura en Temuco20 de julio al 31 de Octubre de 2000

-5

0

5

10

15

20

25

30

20/7 25/7 30/7 4/8 9/8 14/8 19/8 24/8 29/8 3/9 8/9 13/9 18/9 23/9 28/9 3/10 8/10 13/10 18/10 23/10 28/10

días

Tem

per

atu

ra [

°C]

Figura 3.20 Serie de tiempo de Temperatura

Promedios de 1h de Humedad Relativa en Temuco20 de julio al 31 de Octubre de 2000

0

20

40

60

80

100

20/7 25/7 30/7 4/8 9/8 14/8 19/8 24/8 29/8 3/9 8/9 13/9 18/9 23/9 28/9 3/10 8/10 13/10 18/10 23/10 28/10

días

Hu

med

ad R

elat

iva

[%]

Figura 3.21 Serie de tiempo de Humedad Relativa


Informe Final


Promedios de 1h de Velocidad del viento en Temuco20 de julio al 31 de Octubre de 2000

0

2

4

6

8

10

20/7 25/7 30/7 4/8 9/8 14/8 19/8 24/8 29/8 3/9 8/9 13/9 18/9 23/9 28/9 3/10 8/10 13/10 18/10 23/10 28/10

días

Vel

oci

dad

[m

/s]

Figura 3.22 Serie de tiempo de Velocidad del Viento

Promedios de 1h de Dirección de viento en Temuco20 de julio al 31 de Octubre de 2000

0

45

90

135

180

225

270

315

360

20/7 25/7 30/7 4/8 9/8 14/8 19/8 24/8 29/8 3/9 8/9 13/9 18/9 23/9 28/9 3/10 8/10 13/10 18/10 23/10 28/10

días

Dir

ecci

ón

[°]

Figura 3.23 Serie de tiempo de Dirección del Viento


Informe Final


Promedios de 1h de Presión Atmosférica en Temuco20 de julio al 31 de Octubre de 2000

970

980

990

1000

1010

1020

1030

20/7 25/7 30/7 4/8 9/8 14/8 19/8 24/8 29/8 3/9 8/9 13/9 18/9 23/9 28/9 3/10 8/10 13/10 18/10 23/10 28/10

días

Pre

sió

n [

Mb

]

Figura 3.24 Serie de tiempo de Presión Atmosférica

3.5.5 Comparación de mediciones con TEOM y muestreadores gravimétricos Harvard Impactor

Los gráficos siguientes presentan una comparación de los promedios diarios entre TEOM y Harvard Impactor para los días en que hubo muestreo. Las mediciones con Harvard Impactor se realizaron día por medio (días impares en agosto y pares en septiembre-octubre), iniciándose los muestreos a las 6 de la mañana. Los valores de TEOM corresponden al promedio de 24 horas para los días de muestreo (de 06 h a 05 h).

Promedios de 24h de MP25 con TEOM y Harvard ImpactorTemuco, Agosto a Octubre de 2000

0

25

50

75

100

125

150

175

200

1/08

5/08

9/08

13/0

8

17/0

8

21/0

8

25/0

8

29/0

8

2/09

6/09

10/0

9

14/0

9

18/0

9

22/0

9

26/0

9

30/0

9

4/10

8/10

12/1

0

16/1

0

20/1

0

24/1

0

28/1

0

Con

cent

raci

ón

g/m

3

TEOM25 HI25

Figura 3.25 Promedios de 24h de MP2.5 medidos con TEOM y Harvard Impactor


Informe Final


Promedios de 24h de MP10 con TEOM y Harvard ImpactorTemuco, Agosto a Octubre de 2000

0

25

50

75

100

125

150

175

200

1/08

5/08

9/08

13/0

8

17/0

8

21/0

8

25/0

8

29/0

8

2/09

6/09

10/0

9

14/0

9

18/0

9

22/0

9

26/0

9

30/0

9

4/10

8/10

12/1

0

16/1

0

20/1

0

24/1

0

28/1

0

Con

cent

raci

ón

g/m

3

TEOM10 HI10

Figura 3.26 Promedios de 24h de MP10 medidos con TEOM y Harvard Impactor

Durante gran parte del período, los valores medidos con los impactadores Harvard presentan valores superiores a los registrados con los equipos TEOM. La excepción la constituyen un par de días al final de octubre donde los valores medidos con TEOM son mayores, tanto para MP10 y MP2.5.

Tabla 3.8 Tabla comparativa de mediciones de MP10 con TEOM y Harvard Impactor

Promedio mensual [µg/m3]

Ecuación de transferencia (y=ax+b) H. Impactor = a*TEOM +b

Meses TEOM H. Impactor a b R2 Agosto 57.9 80.2 1.26 7.0 0.92 Septiembre 34.2 54.5 1.45 4.9 0.6 Octubre 43.7 35.5 0.55 11 0.34 Período 45.5 57.2 1.21 1.8 0.69

Tabla 3.9 Tabla comparativa de mediciones de MP2.5 con TEOM y Harvard Impactor

Promedio mensual [µg/m3]

Ecuación de transferencia (y=ax+b) H. Impactor = a*TEOM +b

Meses TEOM H. Impactor a b R2 Agosto 46.1 65.6 1.24 8.7 0.96 Septiembre 24.6 45.5 1.66 4.7 0.79 Octubre 17.2 16.1 1.22 -4.9 0.81 Período 29.7 42.9 1.39 1.7 0.86


Informe Final


Relación HarvardImpactor/TEOMMediciones de MP2.5 en Temuco, 2000

y = 1.3902x + 1.6869

R2 = 0.8608

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250

MP25 TEOM

MP

25 H

. Im

pac

tor

Relación HarvardImpactor/TEOMMediciones de MP10 en temuco, 2000

y = 1.2173x + 1.8229

R2 = 0.68480

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250

MP10 TEOM

MP

10 H

. Im

pac

tor

Figura 3.27 Gráficos de correlación entre Harvard Impactor y TEOM para PM10 y PM2.5

Las Tablas muestran que el muestreador gravimétrico Harvard Impactor mide concentraciones 20% mayores que TEOM para material particulado menor a 10 micrones y 40% sobre TEOM para MP2.5 al considerar el período Agosto-Octubre. En general, la correlación entre los equipos es buena, en especial durante Agosto, donde se alcanzan coeficientes de correlación R2 iguales a 0.92 y 0.96 para MP10 y MP2.5. En septiembre y octubre la correlación disminuye en la medida que se obtienen valores más bajos de concentración.

El gráfico siguiente presenta la relación MP2.5/MP10 para Impactadores Harvard y TEOM

Relación MP25/MP10 para TEOM y Harvard ImpactorTemuco, Agosto a Octubre de 2000

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1/8

5/8

9/8

13/8

17/8

21/8

25/8

29/8 2/9

6/9

10/9

14/9

18/9

22/9

26/9

30/9

4/10

8/10

12/1

0

16/1

0

20/1

0

24/1

0

28/1

0

MP

25/M

P10

T25/T10 HI25/HI10

Figura 3.28 Relación MP2.5/MP10 para Impactadores Harvard y TEOM

Para la mayoría de los días, la relación MP25/MP10 es muy similar para ambos equipos. En algunas ocasiones, la relación es mayor que 1, esta situación se produce en mayor medida en los equipos Harvard Impactor.


Informe Final


No es normal que MP2.5 sea superior a MP10, esta situación puede ser producto de una subestimación de la concentración del MP10 por el equipo, o una sobreestimación del MP2.5 por un problema de corte del tamaño de partículas en el cabezal, es decir que partículas mayores estén siendo medidas como MP2.5. También se pudo haber producido una saturación de los filtros o incluso es posible error de pesado o de manipulación de filtros (intercambio de filtros), etc.

En general, para aquellos días, en que la relación PM2.5/PM10 es alta (cercana a 1) coinciden con valores altos de contaminación.


Informe Final



Informe Final


4 Análisis de campos de viento y trayectorias en Temuco

4.1 Campos de viento

Mediante la aplicación de un modelo de tipo diagnóstico y observaciones de tres estaciones meteorológicas de superficie se obtienen campos de viento en la zona de Temuco.

Las observaciones meteorológicas corresponden a la estación Temuco, instalada por el proyecto, complementadas con información horaria de la estación meteorológica de la Universidad Católica de Temuco y observaciones del aeropuerto de Maquehue.

Tabla 4.1. Estaciones de superficie incluidas en los campos de viento

id UTMm E UTMm N m Longitud. Latitud. Temuco M42 706.752 5.708.409 110 -72.6209 -38.7488 U. Católica M45 708.611 5.710.080 110 -72.6000 -38.7333 Maquehue M44 705.200 5.706.300 105 -72.6381 -38.7682

El modelo de diagnóstico corresponde al módulo de campos de vientos del sistema de modelación fotoquímica UAM IV (Urban Airshed Model) desarrollado por U.S. EPA, Diagnostics Wind Model (DWM).

El modelo DWM se usa para la generación de campos tridimensionales de viento, componentes u, v y w, en varios niveles verticales especificados por el usuario para períodos de tiempo determinados. Utiliza información básica de superficie y las observaciones de perfiles verticales de viento, cuando están disponibles, para generar flujos de aire sobre el terreno, incluyendo regiones en las cuales no existen observaciones locales.

Los datos son ingresados a nivel horario o en las horas en que existen en el caso de observaciones.

En la Figura 4.1 se muestra en el marco interior el dominio geográfico de la modelación y la ubicación de las observaciones de superficie incluidas en las simulaciones. La grilla de cálculo se resume en la Tabla 4.2.

La extensión del dominio de simulación incluye los Cerros de Ñielol, parte de Lautaro, Padre de las Casas, el cerro Conun Huenu y la salida del Río Cautín hacia el oeste de Temuco.


Informe Final


Tabla 4.2. Parámetros de la grilla de cálculo utilizada en modelo de campo de vientos

Extensión en E-O (UTM aprox. 25 Km) 698.000 723.000 Extensión en Longitud 72° 43’ 30 W 72° 26’ 00 W Extensión en N-S (UTM aprox. 23 Km) 5.699.000 5.722.000 Extensión en Latitud 38° 50’ 00 S 38° 38’ 00 S Número de grillas en eje X y eje Y 36 25 Paso de grilla en eje X y eje Y (30 segundos)

723 m 927 m

Número de niveles verticales 8 Niveles verticales (m) (alturas en (m) sobre el nivel del terreno)

10 30 50 100 150 200 250 300 400

690000 695000 700000 705000 710000 715000 720000 725000

5695000

5700000

5705000

5710000

5715000

5720000

5725000

5730000

Temuco

Católica

Maquehue

Figura 4.1 . La figura muestra en el marco interior el dominio de simulación utilizado para la generación de campos de viento en la zona de Temuco. La ubicación de observaciones de

superficie incluidas en las simulaciones se señalan con banderas.


Informe Final


4.2 Construcción de trayectorias

A partir de los campos de viento calculados se construyen trayectorias hacia atrás (backward) utilizando interpolaciones lineales en tiempo y espacio de la posición de una parcela de aire.

El paso de tiempo entre campos de viento es dividido en n intervalos, suponiendo una transición del viento entre una hora y la siguiente. La parcela es transportada en cada intervalo por el viento calculado para el comienzo del intervalo e interpolado a la posición actual de la parcela considerando los puntos de grilla circundantes.

El esquema de cálculo es el siguiente:

n

hkh

ukh

xkh

x

n

hkh

uhh

uh

ukh

u

∆⋅+=+

∆⋅⋅−∆++=

*,,1,

)(,

con :

k = 1..n

∆h = resolución temporal de los campos de viento. En este caso 1 hora.

uh = campo de viento en la hora h.

uh,k = campo de viento durante el intervalo k entre h y h+∆h.

xh,k = posición de la partícula durante el intervalo k entre h y h+∆h.

u*h,k = velocidad de la partícula interpolada a la posición actual.

La trayectoria entrega una visión del origen de la masa de aire que termina en un punto y una hora determinada, con ello se puede comparar orígenes y tiempos de residencia de una masa de aire entre distintos días.

La interpretación de trayectorias permite identificar patrones de transporte de contaminantes, sin embargo, no puede considerarse como un modelo de dispersión de contaminantes, pues no considera aspectos como los componentes turbulentos ni los procesos de depositación de contaminantes atmosféricos. Por ello, las trayectorias sólo pueden verse como el transporte de masas de aire que en condiciones de gran estabilidad pueden viajar varios kilómetros inalteradas, en condiciones de mayor turbulencia las características de una masa de aire pueden cambiar mucho en unos cuantos cientos de metros.


Informe Final


4.3 Períodos estudiados

Los campos de viento fueron calculados para dos períodos comprendidos entre el 31 de julio y el 5 de agosto del 2000 y entre el 22 y el 25 de octubre del 2000.

4.3.1 Período 31 de Julio al 5 de Agosto 2000

Desde el punto de vista de la calidad del aire observada, la selección incluye dos tipos de situaciones, días limpios y días con niveles altos de material particulado. Al comienzo y al final se observan magnitudes de viento que superan 7 [m/s], ciclos diarios de temperatura poco marcados y niveles de humedad próximos a la saturación, estos elementos indican la presencia de nubosidad y paso de sistemas frontales, que traen buena ventilación a la zona (Figura 4.2, 31de julio y 4 y 5 de agosto) y por tanto niveles bajos de contaminación atmosférica.

Figura 4.2 Series de magnitud y dirección del viento (parte inferior), y temperatura y humedad relativa (parte superior) observadas en Temuco, 31 de julio al 5 de agosto 2000.

Por otro lado, el día 1 de agosto se observa un descenso en la intensidad y direcciones erráticas del viento, con magnitudes que no llegan a 1.8 [m/s] en las horas máxima insolación e inferiores a 1 [m/s] en el resto del día, rasgo que indica una estabilización de


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los niveles inferiores de la atmósfera. Las temperaturas matinales disminuyen en forma importante respecto del día previo, la humedad aun permanece alta, salvo una disminución típica cerca del medio día, producto del calentamiento diurno. En estas condiciones, cerca de las 20 horas se registran niveles importantes de PM10 y PM2.5, los valores sobrepasan los 320 mg/m3 y corresponden al primer peak de la Figura 4.3.

Figura 4.3 Series de magnitud del viento y temperatura (parte inferior), y PM10 y PM2.5 (parte superior) observadas en Temuco, 31 de julio al 5 de agosto 2000.

El día 2 de agosto comienza con temperaturas matinales muy bajas cercanas a –2 C, el viento es débil en horas de la madrugada y la mañana. Con el calentamiento después del medio día se desarrolla brisa de componente sureste de magnitudes superiores a 3 [m/s] que mejoran la ventilación de la zona, registrándose valores máximos de PM10 y PM2.5 cercanos a 160 [µg/m3] alrededor de las 20 horas, ver Figura 4.3.

El día 3 de agosto es similar al día anterior, con temperaturas muy bajas en la mañana y llegando a cerca de 12 C después del medio día. Sin embargo, no se desarrolla un brisa que ventile la zona, alcanzando los niveles de PM10 y PM2.5 valores casi de 800 [µg/m3]alrededor de las 20 horas, correspondientes al peak máximo del período mostrado en la Figura 4.3.


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En términos generales los días donde se observan los niveles más altos de contaminación atmosférica, los niveles máximos de material particulado se registran cerca de las 20 horas. La ventilación es pobre, con magnitudes máximas del viento cercanas a 1.5 [m/s] y temperaturas matinales muy bajas. Estos elementos se conjugan con las emisiones de aparatos de calefacción dando origen a episodios críticos de contaminación atmosférica en la zona de Temuco.

Una característica importante de las series de material particulado en Temuco en días consecutivos de mala ventilación, a diferencia de las observadas en la cuenca de Santiago, es que no muestran rasgos de acumulación superiores 12 horas. Los valores disminuyen a niveles muy bajos con el drenaje nocturno y la brisa diurna. Las horas de mayor contaminación coinciden con las horas de viento más débil, indicando que la contaminación atmosférica tiene un origen principalmente local, como lo muestran las trayectorias presentadas en la Figura 4.2.

En esta aplicación el paso de cálculo de trayectorias es 1 minuto, sin embargo, para efectos de gráfico los puntos indican la posición de la parcelas de aire cada una hora. Cada trayectoria se presenta hasta 20 horas atrás.

La Figura 4.4 muestra todas las trayectorias de parcelas de aire desde 20 horas atrás que llegaron al punto de monitoreo en cada hora del período 1 al 3 de agosto. Mostrando la gran influencia de las fuentes locales, especialmente aquellas localizadas en las zonas nororiente, norte y poniente de la estación de monitoreo.

En términos comparativos, los días con niveles más altos muestran una residencia mayor del aire, rasgo directo de la estabilización de la atmósfera. Consecuentemente, en días más limpios la ventilación es mayor y la residencia menor. En la Figura 4.2 se presentan las trayectorias que terminan a las 20 horas para los días 31 de julio, 1, 2 y 3 de Agosto.

El día 31 de julio los niveles de material particulado son bajos, se observa flujo del oeste con magnitudes del viento que superan los 5 [m/s]. Los días 1 y 3 de agosto presentan máximos de material particulado cerca de las 20 horas asociados a flujos de vientos débiles y dirección variable (especialmente el día 3, Figura 4.2). El día 5 de agosto se observa flujo intenso del noroeste, se registran niveles bajos de material particulado


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Figura 4.4 La figura muestra todas las trayectorias de parcelas de aire desde 20 horas atrás, que llegaron al punto de monitoreo en cada hora del período 1 al 3 de agosto del 2000.


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Figura 4.1 Evolución diaria de campos de viento y trayectoria que siguió masa de aire que llega punto de observación a la hora señalada, para el 3 de agosto 2000.


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Figura 4.2 Campos de viento para diferentes días y trayectoria que siguió masa de aire que llega punto de observación a la hora señalada.


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4.3.2 Período 22 al 25 de Octubre 2000

Las series muestran ciclos diarios bien definidos en temperatura, humedad y viento. Se observan rasgos de mesoescala, principalmente desarrollo de brisas diurnas con el calentamiento después del medio día.

Particularmente el día 23 se registran las temperaturas extremas del período y un secamiento importante de la atmósfera. En horas de la mañana, no obstante los vientos son débiles, se mantiene una componente del noroeste, lo que indica un forzamiento general del flujo, Figura 4.3.

El máximo de PM10 se observa cerca de las 20 horas (Figura 4.4). En horas previas el viento muestra componente del sureste y la humedad desciende significativamente respecto del resto de los días..

Figura 4.3 Series de magnitud y dirección del viento (parte inferior), y temperatura y humedad relativa (parte superior) observadas en Temuco, 22 al 25 de octubre 2000.


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El día 24 muestra viento de componente este durante la madrugada y hasta las 8 de la mañana, a esa misma hora se observa un valor alto de PM10. Después del medio día el viento rota hacia el noroeste y los niveles de PM10 disminuyen con el desarrollo de la brisa diurna (Figura 4.7).

Al comparar las trayectorias de las 20 horas para los cuatro días sucesivos (22, 23, 24 y 25 de octubre, Figura 4.8), se observa que los días de mayor contaminación (23 y 24 de Octubre), las masas de aire provenían del sureste y sur.

Figura 4.4 Series de magnitud del viento y temperatura (parte inferior), y PM10 y PM2.5 (parte superior) observadas en Temuco, 22 al 25 de octubre 2000.


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La Figura 4.5 muestra todas las trayectorias de parcelas de aire desde 20 horas atrás que llegaron al punto de monitoreo en cada hora del período 23 al 24 de octubre. Mostrando la influencia de las fuentes localizadas en las zonas norte, poniente y sur de la estación de monitoreo

.


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Figura 4.6 La figura muestra todas las trayectorias de parcelas de aire desde 20 horas atrás, que llegaron al punto de monitoreo en cada hora del período 23 al 24 de octubre del 2000.


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Figura 4.7 Evolución diaria de campos de viento y trayectoria que siguió masa de aire que llega punto de observación a la hora señalada, 23 de octubre 2000.


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Figura 4.8 Campos de viento para diferentes días y trayectoria que siguió masa de aire que llega punto de observación a la hora señalada.


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4.4 Comentarios

Se destacan diferencias importantes entre los períodos analizados. El primero, correspondiente a los primeros días de agosto se asocia a condiciones de invierno, mientras que el segundo, hacia finales de octubre se asocia a condiciones de primavera.

En el primer período, los niveles de PM10 y PM2.5 tiene una relación próxima a 1, con valores de PM2.5 significativamente altos, ello se relaciona con un origen en fuentes de tipo combustión. En el segundo caso, los niveles máximos de PM10 y PM2.5 observados son menores al caso anterior y el PM2.5 representa una parte inferior al 20% del PM10, indicando la influencia de procesos de levantamiento de polvo sobre el PM10.

En el primer caso, los días más críticos se desarrollan en condiciones postfrontales, con bajas temperaturas, mala ventilación y flujo norte y noreste principalmente. En los días más críticos del segundo caso, si bien la ventilación no es alta, es mayor que en el período de invierno, y el flujo es principalmente desde el sur y sureste a las horas de peor ventilación.

En términos generales, se estima que la contaminación atmosférica en Temuco tiene principalmente origen local.

Se considera recomendable realizar observaciones de calidad de aire y meteorología hacia la zona oriente de Temuco para mejorar la representatividad de campos de viento calculados y realizar análisis de trayectorias de masas de aire para otros puntos de la zona urbana y suburbana del área de Temuco.


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5 Análisis de las condiciones meteorológicas asociadas a episodios de contaminación atmosférica en Temuco Invierno-Primavera 2000

5.1 Introducción

5.1.1 Comparación precipitación Abril-Octubre 2000 y normales mensuales

El período invierno-primavera 2000 se caracterizó climatológicamente por el decaimiento y posterior finalización de un evento frío débil de la Oscilación del Sur (La Niña). A fines de Noviembre, Temuco presentaba un superávit pluviométrico cercano a un 20%.

Precipitación Abril-Octubre 2000 en Temuco y normales mensuales. (Clino 1961-1990)

78

451

104145

72

176 169135

94 86

15991

177

80

050

100150200250300350400450500

Abr May Jun Jul Ago Sep Oct

Meses

mm

de

agu

a ca

ída

2000

Normal

Figura 5.1 Precipitaciones Abril- Octubre 2000 y normales mensuales

Destaca la alta precipitación de Junio que casi triplicó la normal mensual. En los otros meses solamente Abril y Septiembre superan la normal mensual.

5.1.2 Promedios diarios de PM10 y PM2.5 en el período Julio-Octubre 2000

Concentraciones Promedio Diarias PM10 y PM2.520 de Julio al 30 de Octubre 2000

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

20-7

27-7

3-8

10-8

17-8

24-8

31-8

7-9

14-9

21-9

28-9

5-10

12-1

0

19-1

0

26-1

0

Fecha

ug

/m3 PM10

PM2.5

Figura 5.2 Variaciones de las concentraciones diarias de PM10 y PM2.5 (µµg/m3)


Informe Final


Se observa en la figura que la relación PM2.5/PM10 es mayor en los meses más fríos, decreciendo hacia el final del período.

5.1.3 Temperaturas promedio mensuales en superficie

Se observa en la Figura 5.3 que el mes más frío corresponde a Julio. Agosto y Septiembre muestran valores similares, registrándose un notorio aumento de las temperaturas en el mes de Octubre.

Nota: Para el mes de Julio se promediaron solamente los datos disponibles correspondientes a los últimos diez días del mes.

Temperaturas promedio mensuales en superficie

7

9 9

12

46 5

7

10

13 14

18

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


Meses

T°C

Media

Mínima

Máxima

Figura 5.3 Temperaturas promedios mensuales en superficie

5.2 Definición y clasificación de episodios

5.2.1 Definición de episodios

Para efectos de análisis, se definió como días de episodios de contaminación atmosférica aquellos en que se cumplió al menos una de las siguientes condiciones:

a). - Se superó la norma ICAP 100 (PM10 >150 µg/m3).

b). -El valor promedio diario superó en más de una desviación estándar el promedio mensual.

c). -Para el PM2.5, se superó el valor de 65 µg/m3 respecto del promedio móvil de 24 horas como día de episodio. (Valor propuesto por la EPA)

5.2.2 Clasificación de la condición sinóptica


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Utilizando como base el análisis de superficie y altura correspondientes a los días de episodios, se definieron las condiciones sinópticas asociadas a estos episodios. Se intenta en el presente trabajo tipificar una clasificación preliminar de configuraciones meteorológicas asociadas a episodios de alta contaminación en Temuco.

5.2.3 Metodología

Sobre la base de la información disponible a escalas sinóptica, regional y local, se intenta determinar la existencia de patrones sinópticos asociados a episodios de alta contaminación, y las características locales asociadas, principalmente sobre la base de anomalías respecto a los valores mensuales. Para cada día del período de estudio se determina su característica sinóptica principal.

5.2.4 Información utilizada

Cartas de superficie proporcionadas por la Dirección Meteorológica de Chile. (DMC)

Mapas de diferentes niveles, actuales y pronosticados de modelos globales. Imágenes satelitales. Fueron respaldados diariamente en el período Otoño-Invierno en el CENMA.

Información de estación meteorológica instalada en Temuco por CENMA.

Información de calidad de aire, PM10 y PM2.5, valores horarios medidos en Temuco por CENMA.

Información de altura del Radiosonda de Puerto Montt, obtenido vía Internet.

Información de precipitación proporcionada por la DMC.

Información meteorológica del Aeródromo Maquehue, proporcionada por la DMC.

5.3 Resumen de condiciones de episodios

5.3.1 Episodios definidos en el período Julio-Octubre

La Tabla 5.1 muestra la distribución de episodios en el período 20-07 al 30-10-2000, las fechas en que se produjeron, los máximos horarios registrados(Máx.Hor) y, el promedio móvil en 24 horas. (Prom.)


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Tabla 5.1 Episodios registrados entre el 20 de Julio y el 30 Octubre 2000

N° Fecha Máx.Hor. PM10

Máx.Hor. PM2.5

Prom. PM10

Prom. PM2.5

1 24-25 Julio 409 197 132 65 2 29 Julio 490* 464 110* 101 3 01-03 Agosto 772 742 158 138 4 07-08 Agosto 333 331 97 96 5 11 Agosto 468 314 139 78 6 17 Agosto 260 219 98 76 7 30 Agosto-01 Septiembre 420 398 100 84 8 12-13 Septiembre 380 327 102 82 9 01 Octubre 349 58 90 28 10 23 Octubre 427 113 138 31 11 27-30 Octubre 351 95 124 25

*(Corresponden a valores estimados. Hubo 2 horas de datos faltantes en el “peak” nocturno).

5.3.2 Características sinópticas generales en períodos Invierno-Primavera en la Zona Sur

Durante el período Invierno-Primavera, la característica sinóptica predominante en la Zona Sur de Chile la constituye el paso de sistemas frontales con frecuencia variable, y la incursión de masas de aire polar regularmente inestables que acompañan a dichos sistemas. La Alta Semipermanente del Pacífico Sur quiebra este esquema cuando alcanza latitudes mayores, ejerciendo una acción de bloqueo al paso de los frentes. Las características de las configuraciones sinópticas que se observan en la troposfera media, principalmente la alternancia en el paso de vaguada y dorsales, modulan en gran medida las condiciones meteorológicas que se registran en superficie.

5.3.3 Estabilidad a niveles bajos

Para analizar las condiciones de estabilidad a niveles bajos, en ausencia de datos de altura sobre Temuco, se utilizó la información de Puerto Montt, donde se encuentra instalada la estación más cercana de radiosondeo. Esta se encuentra al sur de Temuco a una distancia de alrededor de 250 km, y efectúa mediciones una vez al día, a las 08 de la mañana (12UTC).

5.3.4 Condiciones meteorológicas asociadas a episodios

Las características que se presentaron en superficie y altura en Temuco en conexión con cada uno de los episodios, se detallan en Anexos.

En la Zona de Latitudes Medias donde está ubicado Temuco, el paso de sistemas frontales y la alternancia de vaguadas y dorsales en la tropósfera media se produce más frecuentemente que en latitudes menores como Santiago ubicado a 33°S. Sin embargo, del análisis de los episodios en Temuco comprendidos entre el 20 de Julio y 30 de Octubre, se


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observan similitudes significativas respecto a las condiciones que, a escala sinóptica, conducen a condiciones de mala ventilación y dispersión de contaminantes en Santiago.

El paso de altas frías al sector argentino, sincronizadas con la irrupción de una dorsal cálida en altura, aparece como una condición recurrente. En algunos casos excepcionales, la propagación de la baja costera alcanza la IX Región. Por otra parte, se observan condiciones de estancamiento atmosférico en condiciones prefrontales asociadas a frentes débiles.

Considerando como referencia la clasificación propuesta por J. Rutllant (1994), se verifica que parte importante de las configuraciones analizadas cumplen con las características de episodios de Tipo A y Tipo BPF, si bien las características topoclimáticas de Temuco difieren significativamente de las de la cuenca de Santiago.

Al irrumpir una dorsal cálida en altura, los procesos asociados a la misma, tales como movimientos de descenso de masas de aire, calentamiento por compresión adiabática y generación de una inversión de temperatura cercana a la superficie, están presentes.

Por otra parte, el paso de altas frías migratorias al sector argentino genera a niveles bajos circulación del Este que encauzado por la topografía y reforzado por las brisas montaña–valle, parecen dar como resultante, principalmente en horas de la noche, componentes del Noreste, Norte e inclusive Noroeste. Debido a que solo en algunos casos la baja costera alcanzó la zona de Temuco y a las diferencias topoclimáticas de Temuco respecto a Santiago, para efectos de análisis se clasificaron las condiciones asociadas a la irrupción de una dorsal cálida en altura sincronizada al paso de una alta fría migratoria hacia el Este-Noreste como A(t), y las condiciones prefrontales de empeoramiento de las condiciones de ventilación como BPF(t).

En la práctica se observa, por lo general, configuraciones mixtas del tipo A(t)-BPF(t) en un mismo episodio. Destacan 3 casos que siendo inicialmente del Tipo A(t), estuvieron asociados a núcleos fríos que iniciando un desplazamiento meridional desde la Zona Central y acompañados de una baja costera en superficie, alcanzaron finalmente la IX Región. En este caso se usará la nomenclatura A(t)-N(t)

Bajo este contexto, los episodios observados se clasificarían de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 5.2 Clasificación de los episodios

N° Fecha Clasificación 1 24-25 Julio A(t)-BPF(t) 2 29 Julio A(t)-BPF(t) 3 01-03 Agosto A(t)-BPF(t) 4 07-08 Agosto BPF(t)-A(t) 5 11 Agosto A(t)-N(t) 6 17 Agosto BPF(t) 7 30 Agosto-01 Septiembre A(t)-BPF(t) 8 12-13 Septiembre A(t)BPF(t)


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N° Fecha Clasificación 9 01 Octubre A(t)-N(t) 10 23 Octubre A(t)-N(t) 11 27-30 Octubre A(t)-BPF(t)

Se observa en la Tabla que el 64% de los casos correspondieron a episodios Tipo A(t)-BPF(t) (incluyendo 1 episodio BPF(t)-A(t)), el 27% de los casos a Episodios Tipo A(t)-N(t), y el 9% de los casos a episodios Tipo BPF(t).


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5.3.4.1 Caso de episodio Tipo A(t)-BPF(t) (01-03 Agosto)

5.3.4.1.1 Mapa de 500 hPa

Se observa en la figura la irrupción de una dorsal cálida en la troposfera media a la Zona Centro-Sur el día 03 a las 00UTC.

Figura 5.4 Mapa de 500 hPa pronosticado a 24 horas, válido para las 00 UTC del día 03 de Agosto (Modelo Global MRF)

5.3.4.1.2 Mapa de superficie y espesor 1000-500 hPa.

Se observa la presencia de una alta fría que se desplaza al sector centro y norte de Argentina, generando circulación del Este a niveles bajos.

Figura 5.5 Mapa de Superficie y Espesor 1000-500 hPa pronosticado a 24 horas, válido para las 00 UTC del día 03 de Agosto (Modelo Global MRF)


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5.3.4.1.3 Imagen Satelital GOES

Se observa en la imagen la aproximación de un sistema frontal a la zona Sur-Austral

Figura 5.6 Imagen satelital GOES IR, correspondiente a la 17:45 UTC del día 03 de Agosto.

5.3.4.1.4 Diagrama Skew-T Puerto Montt

Se observa en el diagrama una inversión térmica de subsidencia definida a niveles bajos, mientras que a niveles altos junto a una rotación de los vientos al Noroeste, aparece humedad asociada a nubosidad del sistema frontal que aproxima.


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Figura 5.7 Diagrama Skew-T Puerto Montt 03 de Agosto 12 UTC


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5.3.4.2 Caso de episodio A(t)-N(t) (11 Agosto)

5.3.4.2.1 Mapa de 500 hPa

Se observa en la figura la irrupción de una configuración de bloqueo, caracterizada por la presencia de un núcleo frío frente al Norte Chico y Zona Central, y una alta cálida segregada en altura sobre la Zona Sur-Austral.

Figura 5.8 Mapa de 500 hPa. Análisis de las 00 UTC del día 11 de Agosto. (MRF)

5.3.4.2.2 Mapa de superficie y espesor 1000-500 hPa.

Se observa la presencia de una extensa alta fría sobre territorio Argentino, un centro de baja presión ubicado frente a la Zona Central, y circulación del Este en la Zona Centro-Sur.


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Figura 5.9 Mapa de Superficie y Espesor 1000-500 hPa. Análisis 00 UTC del día 11 de Agosto. (MRF)

5.3.4.2.3 Imagen Satelital

Se observa en la imagen nubosidad dispersa asociada al núcleo frío frente a la Zona Central y escasa nubosidad alta sobre la Zona Sur.

Figura 5.10 Imagen satelital IR correspondiente a las 13:40 UTC del día 11 de Agosto


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Se observa en el diagrama una inversión térmica de subsidencia bien definida a niveles bajos, asociándosele una inversión radiativa cerca de la superficie. Hasta los 200 hPa se registran vientos del Este y Noreste, asociados a la configuración de bloqueo. Cerca de los 8000 m se observa un aumento de la humedad asociado a nubosidad alta.

Figura 5.11 Diagrama Skew-T Puerto Montt 11 de Agosto 12 UTC

5.3.4.3 Caso de episodio BPF(t) (17 de Agosto)

5.3.4.3.1 Imagen satelital GOES

Se observa en la imagen un sistema frontal cálido cruzando entre la VIII y X Regiones


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Figura 5.12 Imagen satelital GOES IR correspondiente a las 17:45 UTC del día 17 de Agosto


Se observa una capa isotermal entre 850 y 800 hPa, asociada a subsidencia débil, y una inversión frontal cercana a los 600 hPa (4000 m.). Sobre este nivel abundante nubosidad asociada a nubes medias y altas.

Figura 5.13 Diagrama Skew-T correspondiente a las 12 UTC del día 17 de Agosto

5.4 Conclusiones y Sugerencias


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5.4.1 Condiciones meteorológicas generales

El período invierno-primavera 2000 se caracterizó por el decaimiento y término de un evento frío débil de la Oscilación del Sur (La Niña). En Temuco, como en la mayor parte de la Zona Centro-Sur, el mes de Junio fue excepcionalmente lluvioso, casi triplicando la normal mensual correspondiente al Clino 1961-1990. Los otros dos meses que superaron los valores medios mensuales en Temuco fueron Abril y Septiembre, encontrándose a fines de Noviembre con un superávit pluviométrico cercano al 20%.

De un total de 103 días considerados desde el 20 Julio al 30 Octubre, se clasificaron 59 días (57% de los casos) como asociados al paso de sistemas frontales, núcleos fríos o condiciones de inestabilidad. 44 días (43% de los casos) prevalecieron las altas presiones en superficie. Se registraron 44 días asociados a precipitaciones de diversa intensidad.

5.4.2 Clasificación de episodios

Se verificó a través del análisis de los episodios, que las configuraciones asociadas a episodios cumplen en gran medida con las características de episodios de Tipo A y Tipo BPF propuesta por J. Rutllant (1994) para la Zona Central. El elemento forzante a escala sinóptica de las condiciones Tipo A, que es la irrupción de una dorsal cálida en altura, está presente en forma recurrente y normalmente sincronizado al paso de una alta fría migratoria a sector argentino.

Por otra parte, también se observan condiciones de empeoramiento prefrontal de las condiciones de dispersión. Considerando las diferencias topoclimáticas entre Temuco y la cuenca de Santiago, y que en solo en contados casos la baja costera alcanza la latitud de Temuco en el período Otoño-Invierno, para efectos de análisis los tipos de episodio se clasificaron como A(t) y BPF(t).

Se verificó, además, que la mayoría de los episodios correspondía a episodios mixtos del tipo A(t)-BPF(t), es decir que comenzaban como una condición tipo A(t) y se les sumaba una condición BPF(t), con períodos de mejoramiento relativo intermedios prácticamente inexistentes, debido a la mayor rapidez de propagación de las configuraciones a la latitud de Temuco.

Se verificó, además, una configuración que iniciándose como tipo A(t), se le sumaba la aproximación de un núcleo frío desde la Zona Central hacia el final del período, quedando clasificada como A(t)-N(t).


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5.4.2.1 Distribución de los Tipos de Episodio

De los 11 episodios observados, 7 (64% de los casos) correspondieron a episodios mixtos del tipo A(t)-BPF(t), en tanto 3 (27% de los casos) estuvieron asociados a la aproximación de un núcleo frío A(t)-N(t), y 1 (9% de los casos) correspondió a una condición prefrontal BPF(t), asociada a un frente cálido.

5.4.3 Características generales de los Tipos de Episodios

5.4.3.1 Episodios mixtos Tipo A(t)-BPF(t)

El comienzo de los episodios se caracteriza por la incursión de una alta fría en superficie que se desplaza hacia el Noreste, sincronizada en altura con la irrupción de una dorsal cálida.

Se presentan anomalías negativas de la temperatura en superficie, especialmente entre Julio y Septiembre, pudiendo hacerse cercanas a cero o positivas en Octubre.

Las anomalías de presión tienden a presentarse positivas al inicio del episodio, pudiendo pasar a negativas hacia el final de los mismos, pareciendo depender esto de la cercanía del frente y si éste se manifiesta en superficie o solamente en altura.

Las anomalías de la humedad relativa son las que presentan una mayor variabilidad: suelen pasar de negativas a positivas, o presentando poca diferencia respecto al valor medio, alcanzan valores ligeramente positivos o negativos.

El final del episodio normalmente se produce asociado a la entrada de la vaguada en altura que acompaña al sistema frontal, incremento de los movimientos de ascenso, debilitamiento de la subsidencia y aumento del viento superficial.

5.4.3.2 Episodios BPF(t)

Se caracteriza por la incursión de un sistema frontal débil acompañado de una vaguada en altura, o eventualmente flujo zonal o una dorsal si se tratara de un frente cálido, registrándose antes de la entrada del sistema frontal un empeoramiento de las condiciones de ventilación y de dispersión de contaminantes.

Normalmente se registran en superficie anomalías positivas de la humedad relativa y de la temperatura, y negativas de la presión y el viento superficial.

La mejoría de las condiciones de ventilación se produce con el ingreso del sistema frontal, eventual comienzo de las precipitaciones, aumento del viento superficial y mejoramiento de las condiciones de dispersión tanto en la horizontal como en la vertical, producto de la generalización progresiva de los movimientos de ascenso.

5.4.3.3 Episodios A(t)-N(t)

El inicio de los episodios está asociado a una condición Tipo A(t), es decir, irrupción de una dorsal cálida en altura y presencia y paso de una alta fría a sector argentino. Después


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del paso de la dorsal hacia el Este, se presenta una vaguada extendida meridionalmente, y por la conducente de ésta se desplaza un núcleo frío desde la Zona Central alcanzando la Zona Sur.

Las configuraciones de presión en superficie, los mínimos de presión alcanzados, y el gradual desplazamiento de nubosidad baja costera desde la Zona Central a la Zona Sur, sugieren una baja costera subyacente que eventualmente alcanza la latitud de Temuco.

Se verifican anomalías negativas de la presión y de la velocidad del viento en superficie.

Se observan anomalías negativas de temperatura respecto a las mínimas, y positivas respecto a las máximas.

Se presentan con frecuencia anomalías negativas de la humedad relativa durante el desarrollo del episodio, pareciendo depender fuertemente de la intensidad del flujo del Este a niveles bajos.

La inversión térmica de subsidencia sobre Puerto Montt aparece bien definida y marcada.

El fin del episodio se produce normalmente asociado a la incursión del núcleo frío, entrada de nubosidad, cambio en la circulación del viento que se presenta con una componente Oeste predominante, aumento de la humedad relativa y del factor de ventilación.

5.4.4 Variación de la proporción existente entre PM10 y PM2.5 respecto a la temperatura.

Durante los meses fríos, especialmente en condiciones Tipo A(t), asociado a cielos despejados, escasa nubosidad y bajas temperaturas, la proporción PM2.5/PM10 es alta, disminuyendo notablemente el mes de Octubre cuando las temperaturas ascienden. (Figuras 2 y 3).

Lo anterior es altamente sugerente que las concentraciones de PM2.5 podrían estár mayoritariamente asociadas a emisiones derivadas de procesos de calefacción.

5.4.5 Dirección predominante del viento durante los episodios.

Efectuado un análisis a través de la información gráfica de los datos de viento y concentraciones, se observa lo siguiente:

Durante el período invernal (Julio-Agosto), los máximos valores horarios de PM10 y PM2.5 se producen en la noche (entre 20 y 24 horas), y están asociados a vientos débiles de componentes predominantes Noreste, Norte y Noroeste.

En Septiembre comienzan a predominar los máximos valores horarios nocturnos asociados a vientos débiles de componente Noroeste.


Informe Final


En Octubre los máximos valores horarios nocturnos respecto a PM2.5 se registran con componentes asociadas del Noreste, en tanto el PM10 muestra una distribución bastante heterogénea, observándose valores máximos nocturnos con componente Sureste. La mayor intensidad y duración del calentamiento diurno, determinaría que se comiencen a gestar cambios respecto a la distribución regional de los vientos predominantes, por un reforzamiento de las brisas a escalas regional y local, del tipo mar-tierra y montaña-valle.

5.4.6 Condiciones de estabilidad a niveles bajos

En ausencia de estaciones meteorológicas emplazadas en altura sobre Temuco, se utilizó la información proporcionada por el radiosonda de Puerto Montt a las 08 horas local. Pese a las limitaciones de efectuar una sola observación en el día, y de ubicarse a una distancia que bordea el límite máximo recomendado por la OMM para efectos de representatividad de las mediciones, se obtuvieron resultados razonables.

En general, se presentaron inversiones de subsidencia, frontales o radiativas según fuera el caso. De los 11 casos estudiados se observaron siete casos claros de inversión térmica de subsidencia, tres inversiones superficiales del tipo radiativo, y una inversión frontal.

Sin embargo, es razonable esperar que en ocasiones las inversiones térmicas de subsidencia sobre Temuco puedan diferir en forma importante respecto a las registradas en Puerto Montt. Por otra parte, el contar con solo una observación diaria de la estructura vertical del perfil térmico, constituye una fuerte limitante para el seguimiento de los episodios. Se sugiere como de primera necesidad, el contar con al menos una estación meteorológica en Temuco ubicada en la parte alta de algún cerro (Cerro Ñielol, por ejemplo), para poder efectuar un seguimiento mínimo de la estructura vertical de la temperatura principalmente, como asimismo de otros parámetros como viento y humedad relativa.

5.4.7 Relación de episodios en Temuco y Santiago

La génesis de los episodios Tipo A es la incursión de una alta fría al sector argentino (situación que parece iniciarse al sur de los 40°de latitud donde la Cordillera de Los Andes es más baja) y la irrupción de una dorsal cálida en la troposfera media. Si la dorsal cálida alcanza la zona de Temuco, es dable esperar que se produzcan episodios de alta contaminación atmosférica con desfase en el tiempo en ambas ciudades. El desplazamiento de la alta fría es normalmente de Suroeste a Noreste, en tanto la baja costera se propagaría de norte a sur, a medida que la alta fría se ubica sobre territorio argentino.

En el período del 20 de Julio al 15 de Septiembre del 2000, de ocho episodios registrados en Temuco, cuatro coincidirían en gran medida con episodios registrados en Santiago. Particularmente notable resulta el episodio ocurrido el 24 y 25 de Julio, clasificado como Tipo A en Santiago y A(t)-BPF(t) en Temuco.

Se sugiere profundizar en estudios relacionados con la anticipación, coincidencia en el tiempo o retraso con que se producirían algunos episodios asociados a la misma configuración sinóptica en ambas ciudades.


Informe Final


5.4.8 Posibilidad de desarrollar un sistema de pronóstico diario de eventos de alta contaminación para Temuco

Las condiciones sinópticas asociadas a episodios de alta contaminación atmosférica por material particulado en Temuco, serían básicamente las definidas en este estudio. La detección y pronóstico de las mismas a través de modelos numéricos globales y regionales de pronóstico es una posibilidad real.

Sin embargo, parece conveniente extender el estudio a los meses en que no se contó con información de mediciones automáticas de meteorología y calidad de aire, principalmente del período Otoño-Invierno ( Marzo a Julio).

Por otra parte, se sugiere la instalación de una estación meteorológica automática en altura (detallado en 4.6), y otro punto de monitoreo de calidad de aire en otro sector de Temuco, a fin de estudiar la distribución espacial y temporal de las concentraciones.

5.5 Referencias

Rutllant J., (1994)

On the generation of coastal lows in Central Chile.

Rutllant J. and Garreaud R. (1995)

Meteorological Air Pollution Potential for Santiago, Chile: Towards and Objective Episode Forecasting.

Seluchi M. and Marengo J. (2000)

Tropical-Midlatitude exchange of air masses during summer and winter in South Amertica: Climatic aspects and example of intense events.

CENMA. Proyecto Meteorología y Calidad del Aire (1999).

Análisis de condiciones meteorológicas asociadas a episodios de alta contaminación atmosférica en la cuenca de Santiago, en el periodo otoño-invierno de 1998.

CENMA. Proyecto Meteorología y Calidad del Aire(2000).

Análisis comparativo de condiciones meteorológicas asociadas a episodios de contaminación atmosférica en Santiago, durante los períodos Otoño Invierno 1997, 1998, 1999 y 2000.


Informe Final


5.6 Anexos

5.6.1 Descripción de los Episodios

Se describen a continuación características generales observadas durante los episodios. Los datos de calidad de aire corresponden a valores preliminares. Las anomalías, a las diferencias entre el valor diario y el valor promedio mensual de 2000. Los datos de inversión térmica corresponden a Puerto Montt, donde se encuentra la estación de radiosonda más cercana a Temuco.

5.6.1.1 Episodio 1 (24 y 25 de Julio) Tipo A(t) – BPF(t)

5.6.1.1.1 Descripción general

Incursión de alta fría en superficie en el transcurso del día 24, y de dorsal cálida en altura. La cobertura nubosa varía de nublado a despejado.

El 25 la alta fría pasa a sector argentino, en tanto un sistema frontal débil se aproxima a la Zona Sur entre la IX y XI Regiones.

5.6.1.1.2 Inversión de temperatura sobre Puerto Montt. (Hora 12 UTC)

Tabla 5.3 Datos de inversión térmica sobre Puerto Montt

Fecha: 25 de Julio Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia

Temperatura °C Altura m s.n.m. Base 1.0 1010 Tope 3.0 1400 Diferencia 2.0 390

5.6.1.1.3 Características observadas en superficie en Temuco (Temperatura, presión, humedad relativa y velocidad del viento)

Tabla 5.4 Temperatura (°C)

Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 24 Julio 9 3 13 2 -1 2 25 Julio 1 -1 3 -6 -5 -7

Se observan en la Tabla anomalías negativas respecto a la mínima, generalizándose e intensificándose el día 25.


Informe Final


Tabla 5.5 Presión [hPa]

Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 24 Julio 1013 1007 1015 2 -1 2 25 Julio 1014 1013 1015 3 5 2

Se observan en la Tabla en general anomalías positivas, las que habían llegado a un máximo el 22 de Julio con valores medios de +8, denotando la presencia de la alta fría sobre Temuco.

Tabla 5.6 Humedad Relativa [%]

Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 24 Julio 80 47 97 -6 -23 1 25 Julio 98 98 99 12 28 3

El día 24 predominan anomalías negativas, con la presencia de cielos despejados y flujo del Este a niveles bajos. El 25, producto de la entrada de nubosidad asociada al sistema frontal, las anomalías son positivas.

Tabla 5.7 Velocidad del viento [m/s]

Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 24 Julio 2 0 5 0 -1 1 25 Julio 1 0 1 -1 -1 -3

Se observa en la Tabla que predominan las anomalías negativas del viento superficial.

5.6.1.1.4 Imágenes satelitales

El 24 se observa nubosidad baja de escaso desarrollo vertical, la que va en disminución en el transcurso del día. Se aprecia, por otra parte, una banda frontal débil que progresa hacia el Noreste alcanzando la Zona Central.

El 25 se observa el avance de una banda frontal poco compacta, asociada a un frente frío y que cruza al final del día entre la IX y XII Regiones.

5.6.1.1.5 Características observadas en las mediciones de calidad de aire

El 24 en la noche se registra un notorio incremento de las concentraciones tanto de PM10 como PM2.5, alcanzando entre las 20 y 22 horas valores máximos horarios de 378 y 174 µg/m3 respectivamente.


Informe Final


El 25 en la madrugada (entre 04 y 07 horas), las concentraciones descienden a valores cercanos a cero, para volver a subir en el día, alcanzando en la noche valores máximos horarios de 409 y 197 µg/m3 para PM10 y PM2.5 respectivamente.

Considerado el promedio móvil de 24 horas, en el transcurso del episodio el PM10 alcanza un valor máximo de 132 µg/m3, en tanto el PM2.5 un valor de 65 µg/m3.


Informe Final


5.6.1.2 Episodio 2 (29 de Julio) Tipo A(t) – BPF (t)


El día 28 está despejado asociado al paso de una alta fría de origen polar hacia territorio argentino, mientras en la troposfera media se observa la irrupción de una dorsal cálida. El 29 de Julio se mantienen las altas presiones en superficie, en tanto al final del día se observa nubosidad alta en aumento, asociada a la proyección de un sistema frontal débil.



Fecha: 29 de Julio Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia


5.6.1.2.3 Imagen Satelital

El día 28 se observa una amplia área despejada en la Zona Centro-Sur, en tanto en el transcurso del día se visualiza nubosidad en aumento producto de una proyección frontal débil.

5.6.1.2.4 Características observadas en superficie en Temuco (Temperatura, presión y humedad relativa y velocidad del viento


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 29 Julio 5 0 9 -3 -4 -1

Se observan anomalías negativas respecto a la temperatura.



Se observan en anomalías negativas respecto a la presión en superficie.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 29 Julio 93 77 99 7 7 3

Se observan anomalías positivas respecto a la humedad relativa.


Informe Final




Se observan anomalías negativas respecto a la velocidad del viento.


El 29 en la noche se registra un marcado aumento de las concentraciones de material particulado. El PM10 alcanza un valor máximo horarios de 349 µg/m3 a las 21 horas (las mediciones de las dos horas siguientes aparecen sin datos), en tanto el PM2.5 alcanza un valor máximo horario de 464 µg/m3 a las 22 hrs. Se podría inferir, de estar bien las mediciones anteriormente citadas, que el PM10 a las 22 horas podría haber alcanzado valores cercanos a 500 µg/m3, asumiendo que la proporción entre PM10 y PM2.5 se hubiese mantenido.

El día 30 se produce la entrada de un sistema frontal débil, y las concentraciones descienden significativamente.


Informe Final


5.6.1.3 Episodio 3 (01 -03 Agosto) Tipo A(t) – BPF(t)


Al final del día 01 se produce el ingreso de una alta fría que se desplaza a sector argentino favoreciendo la circulación del este a niveles bajos, mientras una dorsal cálida irrumpe en la tropósfera media. El 03 se mantiene el predominio de las altas presiones en superficie debilitándose gradualmente por la aproximación de un sistema frontal débil.



Fecha: 03 Agosto Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia

Temperatura °C Altura m s.n.m. Base -2.3 0 Tope 10.4 1330 Diferencia 12.7 1330

5.6.1.3.3 Imágenes Satelitales

El 01 se observa escasa nubosidad postfrontal asociada al paso de un sistema frontal que alcanza la Zona Central.

El 02 observa sobre las zonas Centro- Sur tanto de Chile como Argentina, extensas áreas despejadas variando a escasa nubosidad alta.

El 03 se aprecia un aumento de la nubosidad asociado a un sistema frontal que alcanza al final del día desde la IX Región al Sur.

5.6.1.3.4 Características observadas en superficie en Temuco (Temperatura, presión y humedad relativa y velocidad del viento)


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Agosto 7 3 11 -2 -3 -3 02 Agosto 4 -1 11 -5 -7 -2 03 Agosto 4 -2 12 -5 -7 -2

Se observa en la Tabla marcadas anomalías negativas respecto a la temperatura, asociadas a la irrupción de la masa de aire frío de origen polar.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Agosto 1014 1008 1020 4 1 7 02 Agosto 1016 1011 1020 6 4 7 03 Agosto 1006 1004 1010 -4 -3 3

Se observa en la Tabla anomalías positivas respecto a la presión en superficie el 01 y 02 asociadas al lento paso de la alta fría migratoria a sector argentino, y negativas el día 03 denotando la aproximación del sistema frontal.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Agosto 87 64 98 4 1 2 02 Agosto 86 51 99 3 -12 3 03 Agosto 88 60 98 5 -3 2

Se visualiza en la Tabla anomalías negativas de la HR los días 02 y 03 respecto a los valores mínimos, en tanto los valores medios y máximos son ligeramente positivos.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Agosto 1 0 2 -1 0 -2 02 Agosto 1 0 4 -1 0 0 03 Agosto 1 0 2 -1 0 -2

Se observan, en general, anomalías negativas respecto a la velocidad del viento.


En los días 01 y 02 comienza a manifestarse un incremento de las concentraciones, reflejado principalmente en los “peaks” nocturnos.

El 03 en la noche se registra un incremento aún más significativo de las concentraciones respecto de los días anteriores, tanto de PM10 como PM2.5, alcanzando a las 21 horas valores máximos horarios de 772 y 742 µg/m3 respectivamente.

El promedio móvil de 24 horas alcanzó en este episodio valores máximos de 158 µg/m3 para PM10 superando la norma, y de 138 µg/m3 para PM2.5.


Informe Final


5.6.1.4 Episodio 4 (07 y 08 Agosto) Tipo BPF(t) – A(t)


Paso de alta fría a sector argentino, y gradual irrupción de dorsal cálida en altura.



Fecha: 07 Agosto Tipo de Inversión Térmica: Superficial o Radiativa



El día 07 se observa el paso de un sistema frontal débil en altura sobre la IX Región.

El día 08 se observa escasa nubosidad postfrontal desde la VIII Región al sur, mientras un sistema frontal cruza sobre la VII Región.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 07 Agosto 10 7 13 1 2 0 08 Agosto 8 4 13 -1 -2 -1

Se observa en la Tabla que el día 07 presenta anomalías positivas, en tanto el día 08 anomalías negativas .


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 07 Agosto 1012 1010 1013 2 3 0 08 Agosto 1016 1012 1020 6 5 7

Se observa en la Tabla anomalías positivas respecto a la presión en superficie el 07 , aumentando el valor de las mismas el 08.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 07 Agosto 79 60 94 -4 -3 -2 08 Agosto 84 54 97 1 -9 1

Se visualiza en la Tabla anomalías negativas de la HR en general.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 07 Agosto 2 0 4 0 0 0 08 Agosto 1 0 4 -1 0 0

Se observan en general anomalías nulas o ligeramente negativas respecto a la velocidad del viento.


Los días 07 y 08 se registran, especialmente durante la noche, incrementos de las concentraciones tanto de PM10 como PM2.5, alcanzando el 08 a las 23 horas valores máximos horarios de 333 y 331 µg/m3 respectivamente.


Informe Final


5.6.1.5 Episodio 5 (11 Agosto) Tipo A(t) – N(t)


Marcada condición de bloqueo, caracterizada por la presencia de un núcleo frío en altura de lento desplazamiento, frente al Norte Chico y Zona Central, y de una alta cálida segregada en altura sobre las Zonas Sur y Austral.



Fecha: 11 Agosto Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia

Temperatura °C Altura m s.n.m. Base -1.7 0 Tope 13.6 300 Diferencia 15.3 300



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 11 Agosto 10 5 15 1 0 1

Se observan en la Tabla anomalías ligeramente positivas de la temperatura.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 11 Agosto 1008 1006 1011 -2 -1 -2

Se observa en la Tabla anomalías negativas respecto a la presión de superficie


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 11 Agosto 70 34 96 -13 -29 0

Se visualiza en la Tabla marcadas anomalías negativas de la HR, especialmente respecto a los valores mínimos


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 11 Agosto 1 0 2 -1 0 -2

Se observan en general anomalías negativas respecto a la velocidad del viento


Informe Final


5.6.1.5.4 Características observadas en las estaciones de calidad de aire

El día 11 se registra un notorio incremento de las concentraciones, tanto de PM10 como PM2.5, alcanzando a las 20 horas valores máximos horarios de 468 y 314 µg/m3 respectivamente. Las concentraciones descienden marcadamente a partir de la madrugada del 12, producto de la incursión del núcleo frío en altura.


Informe Final


5.6.1.5.5 Episodio 6 (17 de Agosto) Tipo BPF(t)


Irrupción de dorsal cálida en altura y proyección de frente cálido.



Fecha: 17 Agosto Tipo de Inversión Térmica: Frontal

Temperatura °C Altura m s.n.m. Base -13.9 3870 Tope -12.3 4050 Diferencia 1.6 180


Se aprecia en las imágenes una proyección frontal cálida en altura, asociada principalmente a nubes medias y altas.


Tabla 5.25Temperatura (°C)


Se observan en la Tabla anomalías positivas de la temperatura.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 17 Agosto 1010 1008 1011 0 1 -2

Se observa en la Tabla anomalías positivas respecto al valor mínimo, y negativas respecto al valor máximo de presión de superficie.



Se visualiza en la Tabla marcadas anomalías ligeramente positivas de la HR.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 17 Agosto 1 0 2 -1 0 -2

En la Tabla se observan anomalías negativas respecto a la velocidad del viento


Entre los días 17 y 18 se registra un aumento de las concentraciones, tanto de PM10 como PM2.5, alcanzando a las 24 horas del día 17 valores máximos horarios de 260 y 219 µg/m3 respectivamente. El máximo del promedio móvil en 24 horas para PM2.5 se registra el día 18 con 76 µg/m3.


Informe Final


5.6.1.6 Episodio 7 (30 Agosto al 01 de Septiembre) Tipo A(t) – BPF(t)


Irrupción de dorsal cálida en la tropósfera media el día 30, sincronizada con el lento paso de una alta fría de origen polar a sector argentino. El día 01, inmerso en el flujo de onda larga del suroeste, se observa la aproximación de una vaguada de onda corta de rápido desplazamiento.



Fecha: 30 Agosto Tipo de Inversión Térmica: Superficial o Radiativa



El día 30 se observa escasa nubosidad baja postfrontal, mientras un sistema frontal cruza sobre la Zona Central. El día 01 una línea frontal débil secundaria aproxima a la IX Región.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 30 Agosto 6 2 11 -3 -4 -2 31 Agosto 5 -2 11 -4 -7 -2 01Septiembre 6 2 11 -3 -3 -3

Se observa en la Tabla marcadas anomalías negativas de la temperatura.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 30 Agosto 1015 1007 1019 5 0 6 31 Agosto 1015 1013 1018 5 6 5 01Septiembre 1016 1014 1018 7 8 6

Se observa en la Tabla anomalías positivas respecto a la presión de superficie.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 30 Agosto 72 44 95 -11 -19 -1 31 Agosto 80 54 98 -3 -9 2 01Septiembre 86 67 97 3 6 1

Se visualiza en la Tabla anomalías negativas de la HR los días 30 y 31, y positivas el día 01.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 30 Agosto 2 0 4 0 0 0 31 Agosto 1 0 3 -1 0 -1 01Septiembre 1 0 3 -1 0 -1

En la Tabla se observan anomalías negativas o nulas respecto a la velocidad del viento.


Entre los días 30 de Agosto y 01 de Septiembre se registra un aumento de las de las concentraciones. Los valores mayores se observan el 30 y 01 en la noche, mientras el 31 se registra una disminución transitoria. El 01 a las 24 horas se registran como máximos valores horarios de PM10 y PM2.5, 420 y 398 µg/m3 respectivamente. El máximo valor del promedio móvil en 24 horas de PM2.5 se eleva a 84 µg/m3.


Informe Final


5.6.1.7 Episodio 8 (12 y 13 de Septiembre) Tipo A(t) – BPF (t)


Aproximación de sistema frontal débil. Presencia de vaguada en altura, mientras una alta fría en el sector Sur-Austral induce circulación del este en superficie.



Fecha: 13 de Septiembre Tipo de Inversión Térmica: Superficial o Radiativa



El día 12 se observa nubosidad asociada a un sistema frontal frío que aproxima entre la V y IX Regiones desde el Pacífico.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 12 Septiembre 6 1 12 -3 -4 -2 13 Septiembre 7 2 12 -2 -3 -2

Se observan en la Tabla anomalías negativas de la temperatura.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 12 Septiembre 1009 1008 1011 0 2 -1 13 Septiembre 1010 1007 1013 1 1 1

Se observa en la Tabla en general anomalías ligeramente positivas respecto a la presión de superficie.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 12 Septiembre 77 45 97 -6 -16 1 13 Septiembre 73 40 96 -10 -21 0

Se visualiza en la Tabla que, en general, se registran anomalías negativas de la HR.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 12 Septiembre 1 0 3 -1 0 -1 13 Septiembre 1 0 3 -1 0 -1

En la Tabla se observan anomalías negativas o nulas respecto a la velocidad del viento.


En la noche del 12 se observa un marcado aumento de las concentraciones. A las 22 horas se registra el máximo valor horario de PM10 alcanzando a 380 µg/m3, en tanto el de PM2.5, se registra a medianoche con 327 µg/m3. El máximo valor del promedio móvil en 24 horas para PM2.5 alcanza 82 µg/m3.


Informe Final


5.6.1.8 Episodio 9 (01 Octubre) Tipo A(t) – N(t)


Irrupción de dorsal cálida en altura, mientras un núcleo frío se aproxima lento desde el Pacífico a la Zona Centro-Sur. Circulación del Este en superficie, asociada a una alta presión ubicada en la Zona Sur-Austral.



Fecha: 01de Octubre Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia



El día 01 se observa abundante nubosidad baja en la costa entre la I y VII Regiones, y escasa nubosidad desde la VIII a la X. Más al oeste y sobre el Pacífico se observa una perturbación con características de núcleo frío que se aproxima lento a la Zona Centro-Sur.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Octubre 12 6 21 0 -1 3

Se observa en la Tabla anomalías negativas respecto a la temperatura mínima y positivas respecto a la máxima, observándose que esta alcanzó los 21°C.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Octubre 1005 1003 1008 -4 -5 -4

Se observa en la Tabla anomalías negativas de la presión de superficie.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Octubre 84 59 98 4 3 3

Se visualiza en la Tabla anomalías ligeramente positivas de la HR.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 01 Octubre 1 0 3 -1 0 -1

En la Tabla se observa anomalías negativas y nulas respecto a la velocidad del viento.


En el transcurso del día 01 se observa un aumento de las concentraciones. A las 20 horas se registran los máximos valores horarios, alcanzando el PM10 a 345 µg/m3, en tanto el de PM2.5, llega a un valor máximo de 58 µg/m3 a las 01 horas del mismo día.


Informe Final


5.6.1.9 Episodio 10 (23 Octubre) Tipo A(t) – N(t)


Irrupción de dorsal cálida en altura, mientras un núcleo frío se aproxima a la Zona Central. Circulación del Este en superficie, asociada a una alta presión ubicada en sector argentino.



Fecha: 23 de Octubre Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia



El día 10 se observa en general abundante nubosidad baja en la costa entre la I y VII Regiones, y escasa nubosidad desde la VIII a la XI. Más al Oeste, sobre el Pacífico, se observa nubosidad asociada a un núcleo frío que se aproxima lento a la Zona Central.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 23 Octubre 16 6 27 4 -2 9

Se observa en la Tabla, una marcada variación diurna de la temperatura, registrándose anomalías negativas respecto a la mínima y marcadamente positiva respecto de la máxima, la que alcanzó a los 27°C.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 23 Octubre 1006 1004 1009 -3 -3 -3

Se observa en la Tabla anomalías negativas de la presión de superficie.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 23 Octubre 60 27 95 -20 -29 0

Se visualiza en la Tabla anomalías marcadamente negativas respecto a los valores medios y mínimos.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 23 Octubre 2 0 4 0 0 0

En la Tabla se observa anomalías nulas respecto a la velocidad del viento.


En el transcurso de los días 23 y 24 se observa un aumento de las concentraciones. A las 21 horas se registran los máximos valores horarios, alcanzando el PM10 a 423 µg/m3, en tanto el de PM2.5, llega a 113 µg/m3.


Informe Final


5.6.1.10 Episodio 11 (27 al 30 de Octubre) Tipo A(t) – BPF(t)


Irrupción de dorsal cálida en la troposfera media a partir del día 27 y circulación del Este en superficie asociada al paso de alta fría a sector argentino. En el transcurso del día 30, la circulación en altura cambia debido al paso de una vaguada de onda corta, y la alta fría que se ubicaba sobre sector argentino se desplaza al Atlántico.



Fecha: 30 de Octubre Tipo de Inversión Térmica: Subsidencia



El día 27 se observa abundante nubosidad baja costera entre la II y extremo norte de la V Región, mientras más al sur se visualiza nubosidad alta disgregada.

Entre los días 28 y 29 la nubosidad baja costera se propaga hacia el sur, alcanzando la VIII y parte de la IX Región. Desde el Oeste progresa una banda nubosa frontal en altura extendida meridionalmente y que alcanza la Zona Centro-Sur el día 30.



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 27 Octubre 14 8 22 1 1 4 28 Octubre 14 7 24 2 -1 6 29 Octubre 14 8 25 2 1 7 30 Octubre 13 9 18 1 2 0

Se observa en la Tabla en general anomalías positivas de temperatura, más marcadas en las máximas de los días 28 y 29.


Informe Final



Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 27 Octubre 1011 1009 1014 2 2 2 28 Octubre 1008 1006 1010 -1 -1 -2 29 Octubre 1004 1002 1006 -5 -5 -6 30 Octubre 1003 1000 1007 -6 -7 -5

Se observa en la Tabla anomalías negativas de la presión de superficie a partir del día 28.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 27 Octubre 79 51 97 -1 -5 2 28 Octubre 79 44 98 -1 -12 3 29 Octubre 79 38 98 -1 -18 3 30 Octubre 85 72 96 5 16 1

Se visualiza en la Tabla anomalías significativamente negativas respecto a los valores mínimos durante los días 28 y 29.


Anomalías Fecha Media Mínima Máxima Media Mínima Máxima 27 Octubre 2 0 4 0 0 0 28 Octubre 2 0 4 0 0 0 29 Octubre 1 0 2 -1 0 -2 30 Octubre 1 0 5 -1 0 1

En la Tabla se observa, en general, anomalías negativas o nulas respecto a la velocidad del viento, con excepción del valor máximo del día 30 al final del episodio.

5.6.1.10.5 Características observadas en las estaciones de calidad de aire

Se observa a partir del día 27 y hasta la mañana del 30, un moderado aumento de las concentraciones, llegando a valores máximos horarios de 351 µg/m3 respecto a PM10 y 95 µg/m3 en PM2.5.


Informe Final


5.6.2 Información utilizada en el análisis

La información usada para el análisis fue, principalmente, la siguiente:

5.6.2.1 Información de mediciones realizadas en Temuco por este estudio (Meteorología y Calidad de Aire).

Valores horarios, analizados con software Airviro y planillas Excel.

5.6.2.2 Información meteorológica disponible vía Internet

La información respaldada diariamente durante el período Otoño-Invierno y utilizada para efectos de análisis fue básicamente la siguiente:

5.6.2.2.1 Cartas de análisis y pronósticos de diferentes modelos

Consiste fundamentalmente en cartas diagnósticas y de pronóstico para períodos que van desde 12 a 144 horas.

Los modelos utilizados son:

- Modelo NOGAPS

- Modelo del NMC

- Modelo de AVN

Los mapas que incluyen los modelos son:

Carta de 500 hPa

- Configuraciones de isohipsas, determinación de configuraciones sinópticas principales tales como vaguadas y dorsales, regiones de confluencia, difluencia, etc.

- Altura en mgp y tendencia de la misma.

- Campos de vorticidad relativa.

Carta de Presión a nivel del mar, y espesor 1000-500 hPa.

- Trazado isobárico de carta de presión a nivel del mar, determinación de áreas de altas y bajas presiones, configuraciones asociadas a vaguadas costeras, etc.

- Configuraciones sinópticas de desarrollo en el espesor 1000-500 hPa.

Carta de 700 hPa y precipitación.

- Velocidades verticales al nivel de 700 hPa.

- Areas de precipitación prevista.


Informe Final


Carta de 850 hPa

- Campo térmico, de vientos y análisis de humedad relativa.

Carta de 200 hPa.

- Velocidad y dirección del viento al nivel de la Corriente en Chorro, y áreas de máxima divergencia.

5.6.2.2.2 Imágenes satelitales GOES

5.6.2.2.3 Radiosonda de Puerto Montt

5.6.2.3 Información proporcionada por la Dirección Meteorológica de Chile

Información meteorológica del Aeródromo Maquehue en Temuco

• Análisis sinóptico de superficie elaborados por el Centro Nacional de Análisis


Informe Final


6 Conclusiones

Los antecedentes indican que Temuco podría estar en condiciones de Zona Saturada por material particulado, puesto que durante el corto período de mediciones se supera durante 3 veces la norma (5 veces si se aplica corrección de un 1.2 a los valores de TEOM).

La relación MP2.5/MP10 es alta, especialmente en días de alta contaminación, llegando a valores cercanos a 1. Por lo tanto, se puede suponer un efecto importante de contaminación por procesos de combustión.

La hora en la cual se producen los mayores valores de concentración es alrededor de las 21 h, por lo cual se podría atribuir a un efecto importante de emisiones asociadas a calefacción (principalmente quema de leña) y a emisiones vehiculares.

El análisis de las condiciones meteorológicas de escala sinóptica durante eventos de alta contaminación muestran que es factible la aplicación de un sistema de pronósticos de episodios de contaminación atmosférica.

El análisis de trayectorias muestra que durante las horas de mayor contaminación, que coinciden con vientos débiles, las masa de aire contaminado provienen de áreas cercanas al lugar de contaminación. Por lo tanto, se trata de un problema de contaminación local.


Informe Final


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