Influencia de la meteorología en la calidad del aire en el sistema ambiental urbano de la ciudad de Chimbote 2005-2006

Abstract

El estudio tiene como objetivo analizar en la cuenca aérea de Chimbote las condiciones meteorológicas y climáticas, la meteorología mesoescalar y local, determinando su influencia en la calidad del aire, conjuntamente con los sistemas ambientales urbanos conformado por la estructura urbana de la ciudad, población, la industria y transporte. Al analizar el comportamiento climático de la temperatura máxima, mínima y vientos en la cuenca aérea, se determina las condiciones meteorológicas potenciales que van influir en los niveles de concentración de material particulado PM10. Los valores de los parámetros meteorológicos son más limitantes en julio que en febrero. Haciendo uso de modelos meteorológicos, se ha elaborado la meteorología mesoescalar, determinando la intensidad y espesor de la capa de inversión, la estabilidad atmosférica y los patrones de circulación por niveles en la estructura vertical desde los 1000mb hasta los 750mb, observando la diferencia de temperatura entre febrero y julio, en todos los niveles siendo mayor en febrero. En los flujos de circulación por nivel entre los 950mb a 850mb en el mes de julio, aparece flujos de dirección opuesta (baja), que tendrá gran influencia en el transporte y dispersión de los contaminantes, de igual forma en el corte de la estructura vertical latitudinal sobre la ciudad de Chimbote, se aprecia la circulación mesoescalar brisas y las diferentes características de masa de aire sobre la ciudad; se complementa con un sondeo vertical sobre la ciudad apreciando la capa de mezcla, horas de inversión y la velocidad vertical. A nivel local para los años 2005 y 2006, la baja magnitud de la velocidad de los vientos en superficie está asociada a situaciones de inversiones y atmosfera estable, principalmente en periodos diurnos y nocturnos de otoño e invierno. La industria siderúrgica y pesquera, con altas emisiones, con uso del suelo y transporte sin planificación, ha generado isla de calor sobre la estructura urbana que no favorece la ventilación de la ciudad. Los niveles de concentración de PM10 para el mes de junio sobrepasan los estándares. Con el modelo de transporte y dispersión del aire considerando la meteorología de los contaminantes atmosféricos se han generado escenarios. La capacidad de asimilación o de dilución de los contaminantes en invierno y otoño es pobre; mientras en verano existe mayor superficie contaminada.

This study aims at analyzing the meteorological and climate conditions in the airshed over Chimbote, the mesoscale and local meteorology, to determine its influence on air quality, together with the urban environmental systems, constituted by the urban structure of the city, the population, the industry and transportation. When analyzing the climate behavior of the maximum and minimum temperature and winds in the airshed, potential weather conditions that will influence the concentration levels of particulated matter PM10 are determined. The values of the meteorological parameters are more limiting in July than in February. The mesoscale meteorology was elaborated using meteorological models, determining the intensity and thickness of the inversion layer, the atmospheric stability and the circulation patterns by levels in the vertical structure from 1000mb to 750MB, observing that the temperature difference between February and July, at all levels, is higher in February. In the circulation flows between 950 mb to 850 mb in July, opposite direction flows (low) occur, that will have great influence on the transportation and dispersion of pollutants. Similarly, when cutting the latitudinal vertical structure over the city of Chimbote, the circulation of mesoscale-breeze and the different characteristics of air mass over the city can be seen. it is complemented using a vertical sounding of the city, appreciating the mixing layer, inversion hours and vertical speed. At local level, for the years 2005 and 2006, the low magnitude of surface winds speed is associated with this inversion conditions and stable atmosphere, mainly during day and night periods in autumn and winter. The steel and industry with high emissions, unplanned land use and transportation, have generated a heat island over the urban structure that does not favors aeration of the city. The concentration levels of PM10 during June exceed the standards. With the transport and air dispersion model, scenarios have been generated, considering the meteorology of atmospheric pollutants. The capacity of assimilation or dilution of pollutants in the winter and autumn is poor, while in summer, contaminated surface is larger. Keywords: mixed layer, atmospheric vent, air pollution.