Correo Electrónico
DNINFOA - SIA
Bibliotecas
Convocatorias
Identidad U.N.
Publicado
MÉTODO DE CORRELACIÓN ENTRE EL PM CON EL AOD EN LA ZONA URBANA DE MEDELLÍN, SEGÚN OBSERVACIONES DE FOTÓMETRO SOLAR Y SENSOR DE CALIDAD DEL AIRE
CORRELATION METHOD BETWEEN PM AND AOD IN THE URBAN AREA OF MEDELLÍN, ACCORDING TO OBSERVATIONS OF SOLAR PHOTOMETER AND AIR QUALITY SENSOR
DOI:
https://doi.org/10.15446/rev.fac.cienc.v14n1.111367Palabras clave:
Fotometría solar, Difracción láser, Espesor óptico, Material particulado, Calidad del aire (es)Solar photometry, Aerosol Optical Depth, Laser diffraction, Air quality, Particulate matter (en)
Descargas
Este artículo presenta un método de correlación entre el Material Particulado (PM) y la Profundidad Óptica de Aerosoles (AOD). El estudio se fundamenta en investigaciones previas que utilizaron regresiones lineales generalizadas para determinar los factores de conversión de AOD a PM. Se recolectaron datos mediante un fotómetro solar de NASA-AERONET para mesurar el AOD en toda la columna de atmósfera terrestre y un equipo portátil láser, Sensor de PurpleAir, para medir la concentración de PM en la superficie de la zona urbana de Medellín, ambos equipos se instalaron en un mismo sitio y se realizaron mediciones simultaneas durante 102 días continuos, entre diciembre del 2020 y mayo de 2022. El presente trabajo identifica dos funciones de conversión: AODModoFino a PM2.5 (R2≈0,550) y AODModoTotal a PM10.0 (R2≈0,550). Se eligieron específicamente estas funciones debido a que tienen los coeficientes de correlación más altos. Adicionalmente, se determina que las ecuaciones de conversión deben ser ajustadas para concentraciones de PM2.5 menores a 5,61 µg/m³ y de PM10.0 menores a 6,06 µg/m³, debido a que los errores porcentuales superan el 100%. Finalmente, se realiza un análisis respecto a los factores de conversión, que varían según la temperatura, humedad y agua precipitable.
This article presents a valuation method between Particulate Matter (PM) and Aerosol Optical Depth (AOD). The study builds on previous research that used generalized linear regressions to determine conversion factors from AOD to PM. Data were collected using a NASA-AERONET solar photometer to measure AOD in the entire column of the Earth's atmosphere and a portable laser device, PurpleAir Sensor, to measure the concentration of PM on the surface of the urban area of Medellín, both devices. It was installed in the same site and simultaneous measurements were carried out for 102 continuous days, between December 2020 and May 2022. This work identifies two conversion functions: AODModoFino to PM2.5 (R2≈0.550) and AODModoTotal to PM10.0 (R2≈0.550). These features were specifically chosen because they have the highest rating coefficients. In addition, it is determined that the conversion equations must be adjusted for concentrations of PM2.5 less than 5.61 µg/m³ and PM10.0 less than 6.06 µg/m³, because the percentage errors exceed 100%. Finally, an analysis is carried out that indicates that the conversion factors depend on temperature, humidity and precipitable water.
Referencias
AERONET. (2019). AEROSOL OPTICAL DEPTH - Direct Sun Measurements. Obtenido de https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/aerosols.html
AERONET. (2024). Interfaz de visualización de datos AERONET - Disponibilidad de datos AERONET. Obtenido de https://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/bamgomas_maps_index_v3?long1=-180&long2=180&lat1=-90&lat2=90&multiplier=2&what_map=4&formatter=0&level=1&place_code=10&data_type=aeronet&nachal=1
AERONET. (s.f.). AERONET Inversion Products. Obtenido de chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/Documents/inversions.pdf
Alegría Campo, D. L. (2015). Propiedades microfísicas de los aerosoles troposféricos derivadas de medidas de fotómetro solar y Lidar en el Valle de Aburrá. [Tesis de maestría, Univesidad Nacional de Colombia-Sede Medellpin]. Obtenido de Repositorio Universidad Nacional: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/54614
Beckman Coulter. (s.f.). Teorías de la difracción de Mie y Fraunhofer. Obtenido de https://www.beckman.es/resources/technologies/laser-diffraction/mie-fraunhofer-theories
Botina Tautás, A. D. (2023). Concentración de material particulado en superficie de la zona urbana de Medellín, con base en observaciones de fotómetro solar y sensor de calidad del aire. [Tesis de maestría, Universidad Nacional]. Medellín.
Chudnovsky, A. A., Lee, H. J., Kostinski, A., Kotlov, T., & Koutrakis, P. (2012). Prediction of daily fine particulate matter concentrations using aerosoloptical depth retrievals from the Geostationary OperationalEnvironmental Satellite (GOES). Journal of the Air & Waste Management Association, 62(9), 1022–1031. doi:10.1080/10962247.2012.695321
Dybwad, A. (2022). ¿Qué es el material particulado (PM)? Obtenido de Purple Air: https://www2.purpleair.com/blogs/blog-home/what-is-particulate-matter-pm
Ersoy, O. (2007). Diffraction, Fourier optics and imaging. Canada: Jhon Wiley & Sons.
Gante, C. d. (2014). Generación y comparación de patrones de difracción de aberturas poligonales e hipocicloides. [Tesis de pregrado, Benemérita Universidad Autónoma De Puebla]. Obtenido de Facultad de Ciencias Físico Matemáticas: https://www.fcfm.buap.mx/assets/docs/docencia/tesis/fisica/2014/DeGanteGonzalezCesar.pdf
Giles, D., Sinyuk, A., Sorokin, M., Schafer, J., Smirnov, A., Slutsker, I., . . . Lyapustin, A. (2019). Advancements in the Aerosol Robotic Network (AERONET) Version 3 database – automated near-real-time quality control algorithm with improved cloud screening for Sun photometer aerosol optical depth (AOD) measurements. Atmospheric Measurement Techniques(12), 169-209. Obtenido de https://doi.org/10.5194/amt-12-169-2019
IDEAM. (2021). Boletín de calidad del aire del IDEAM. Obtenido de http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/023897/BOL3_CALIDAD_AIRE.pdf
Léon, J.-F., Akpo, A. B., Bedou, M., Djossou, J., Bodjrenou, M., Yoboué, V., & Liousse, C. (2021). PM2.5 surface concentrations in southern West African urban areas based on sun photometer and satellite observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(3), 1815-1834. doi:https://doi.org/10.5194/acp-21-1815-2021
Liou, K. (2002). An introduction to atmospheric radiation (2 ed.). USA: Elservier Science.
Malvern Panalytical. (2016). Difracción láser. Obtenido de https://www.malvernpanalytical.com/es/products/technology/light-scattering/laser-diffraction
Molina, P. (2013). Simulación numérica de un problema de contaminación atmosférica. Madrid, [Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Madrid]. Obtenido de Archivo Digital UPM: https://oa.upm.es/30472/
Nisperuza, D. J. (2015). Propiedades Ópticas de los Aerosoles Atmosféricos en la Región Andina Colombiana Mediante Análisis de Mediciones Remotas: LIDAR, Fotométricas y Satelitales. Medellín, [Tesis doctoral, Universidad Nacional de Colombia]. Obtenido de Repostorio Universidad Nacional de Colombia: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/53803
Purple Air. (2022). Our technology. Obtenido de https://www2.purpleair.com/pages/technology
Purple Air. (s.f.). PurpleAir Classic Air Quality Monitor. Obtenido de https://www2.purpleair.com/products/purpleair-pa-ii?variant=40067691708513
PurpleAir (2024). Real-Time Interactive Map by PurpleAir. Obtenido de Purple Air: https://map.purpleair.com/air-quality-standards-us-epa-aqi?opt=%2F1%2Flp%2Fa10%2Fp604800%2FcC0#1/52.4/-82.2
Redmond , H., Kathy, D., & Jhonathan, T. (2010). Light scattering and absorption by wind blown dust: Theory, measurement, and recent data. Aeolian Research, 2(1), 5-26.
Rocadenbosch, F. (1996). LIDAR sensing of the atmosphere: Receiver design an inversion algorithms for an elastic system. Barcelona, [Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Cataluña]. Obtenido de Repostorio Universidad Politécnica de Cataluña: https://www.tesisenred.net/handle/10803/6909#page=1
Seinfeld, J. H., & Pandis, S. N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Hoboken, Nueva Jersey: Wiley-Interscience.
Shimadzu. (s.f.). Particle Size Distribution Calculation Method. Obtenido de Shimadzu: https://www.shimadzu.com/an/service-support/technical-support/analysis-basics/lesson22.html
Silva, F. d. (2011). Validação dos dados do satélite CALIPSO utilizando um sistema lidar de retroespalhamento elástico e o fotômetro solar da rede AERONET. São Paulo: [Tesis doctoral, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares]. Obtenido de Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-28092011-103209/pt-br.php
Smith, F. (1978). Atmospheric propagation of radiation (Vol. 2). Michigan: Infrared Information Analysis Center.
SYMPATEC. (2016). Difracción láser. Obtenido de https://www.sympatec.com/en/particle-measurement/glossary/laser-diffraction/
Vargas, J. (2007). Métodos numéricos de inversión en el problema de estimación de tamaño de partículas a partir de la difracción láser. [Tesis doctoral, Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica]. Obtenido de INAOE: https://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/669
Videla, F. (2011). Desarrollo de técnicas de espectroscopía de scattering óptico y de resonancia plasmónica para la determinación de tamaño de micro y nanopartículas . [Tesis doctoral, Universidad Nacional de la Plata].
Wallace, J., & Hobbs, P. (2006). Atmospheric scienc: an introductory survey (Segunda ed., Vol. 93). Whashington: Elsevier.
Weichenthal, S., Hatzopoulou, M., & Goldberg, M. S. (2014). Exposure to traffic-related air pollution during. Part Fibre Toxicol, 11(70). doi:https://doi.org/10.1186/s12989-014-0070-4
Xin , J., Gong, C., Liu, Z., Cong, Z., Gao, W., Song, T., . . . Wang, Y. (2016). The observation-based relationships between PM2.5 and AOD over China. East Asian Study of Tropospheric Aerosols and Impact on Cloud and Precipitation, 121(18), 10,701-10,716. doi:https://doi.org/10.1002/2015JD024655
Young, D., Garza , M., Cantú, M., & Peréz, P. (2013). Factores de eficiencia definidos por dispersión de Mie ante partículas y factores ambientales. Revista Mexicana de Física, 59(1), 69-76.
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
CrossRef Cited-by
Dimensions
PlumX
Visitas a la página del resumen del artículo
Descargas
Licencia
Derechos de autor 2025 Revista de la Facultad de Ciencias
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores o titulares del derecho de autor de cada artículo confieren a la Revista de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia una autorización no exclusiva, limitada y gratuita sobre el artículo que una vez evaluado y aprobado se envía para su posterior publicación ajustándose a las siguientes características:
1. Se remite la versión corregida de acuerdo con las sugerencias de los evaluadores y se aclara que el artículo mencionado se trata de un documento inédito sobre el que se tienen los derechos que se autorizan y se asume total responsabilidad por el contenido de su obra ante la Revista de la Facultad de Ciencias, la Universidad Nacional de Colombia y ante terceros.
2. La autorización conferida a la revista estará vigente a partir de la fecha en que se incluye en el volumen y número respectivo de la Revista de la Facultad de Ciencias en el Sistema Open Journal Systems y en la página principal de la revista (https://revistas.unal.edu.co/index.php/rfc/index), así como en las diferentes bases e índices de datos en que se encuentra indexada la publicación.
3. Los autores autorizan a la Revista de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia para publicar el documento en el formato en que sea requerido (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) y autorizan a la Revista de la Facultad de Ciencias para incluir la obra en los índices y buscadores que estimen necesarios para promover su difusión.
4. Los autores aceptan que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto renuncian a recibir emolumento alguno por la publicación, distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente autorización.
5. Todos los contenidos de la Revista de la Facultad de Ciencias, están publicados bajo la Licencia Creative Commons Atribución – No comercial – Sin Derivar 4.0.
MODELO DE CARTA DE PRESENTACIÓN y CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR
