Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620180004&lang=es vol. 31 num. 4 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Acid rain in a Mexican site on the coast of the Gulf of Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400317&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT The activities taking place along the coast of the Gulf of Mexico are of great economic importance; however, these activities are potential sources of acid rain precursors. Potentially sensitive receptors to acid deposition in the coastal region of the Gulf of Mexico are lakes, rivers, forests, soils and monuments of cultural heritage. The aim of this study was to evaluate the chemical composition, enrichment factors and trends of wet atmospheric deposition at La Mancha, Veracruz, from 2003 to 2014. The major ions, pH and conductivity were analyzed daily during rainy and dry seasons. The following value ranges of the annual volume weighted mean (VWM) were: pH: 4.78-5.40; SO4 2-: 16-32 μeq L-1; NO3 -: 4-15 μeq L-1, among others. The principal findings were found: (1) acid rain has been present for more than a decade along the coast of the Gulf of Mexico; (2) the non-marine ions in decreasing order were: NO3 -, NH4 +, Ca+ and SO4 2-; (3) all of the ions were present in major concentrations during the dry season due to minimal precipitation; (4) in several cases, the value of the pH events was low during the rainy season due to the low presence of chemical species that could favor neutralization; (5) the VWM pH in wet deposition was in the range of 4.78 to 5.40 during the study period (2003-2014), and (6) a significant increasing trend for pH was observed during the entire study period, while an increasing trend occurred from 2003 to 2008 for SO4 2-, NO3 -, K+ and Ca2+, which decreased until 2011 and then increased until 2014.<hr/>RESUMEN Las actividades que tienen lugar a lo largo de la costa del Golfo de México son de gran importancia económica; sin embargo, son una fuente potencial de precursores de lluvia ácida. Los receptores potencialmente sensibles al depósito atmosférico ácido en la región costera del Golfo de México son lagos, ríos, bosques, suelos y monumentos del patrimonio cultural. El objetivo de este estudio fue evaluar la composición química, los factores de enriquecimiento y las tendencias del depósito atmosférico húmedo en La Mancha, Veracruz, de 2003 a 2014. Se analizaron los principales iones, el pH y la conductividad diariamente, tanto en la época de lluvias como de secas. Se obtuvieron los siguientes intervalos de valores anuales para el promedio ponderado por volumen (PPV): pH: 4.78-5.40; SO4 2-: 16-32 μeq L-1; NO3 -: 4-15 μeq L-1, entre otros. Los principales hallazgos fueron: 1) el fenómeno de lluvia ácida ha estado presente durante más de una década a lo largo de la costa del Golfo de México; 2) los iones provenientes de origen no marino en orden decreciente fueron: NO3 -, NH4 +, Ca+ y SO4 2-; 3) todos los iones estuvieron presentes en grandes concentraciones durante la época de secas debido a una menor precipitación; 4) en varios casos, el valor de los eventos de pH fue bajo durante la estación de lluvias debido a la baja presencia de especies químicas que podrían favorecer la neutralización; 5) el intervalo de valores de PPV para el pH fue de 4.78 a 5.40 durante el periodo de estudio (2003-2014), y 6) se observó una tendencia creciente significativa de pH durante todo el periodo de estudio, mientras que entre 2003 y 2008 se produjo una tendencia creciente para SO4 2-, NO3 -, K+ y Ca2+, la cual disminuyó hasta 2011 y luego aumentó hasta 2014. <![CDATA[Content and composition of dissolved organic carbon in precipitation at the southern part of Mexico City]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400331&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT We present concentrations of dissolved total carbon (TC) and organic carbon (OC) in rainwater samples collected in 2016 in the southern part of Mexico City in a preliminary study. TC ranged from 10 to 25 mgC L-1 and OC - reported as non-purgable organic carbon (NPOC) - varied between 2.5 and 20 mgC L-1. NPOC concentrations were higher in samples collected between May and July and a change in the ratio of NPOC/TC was detected for the second part of the campaign (i.e., August-October). 1H NMR analysis indicated presence of aldehydes, carboxylic and other oxygenated hydrocarbons in the precipitation. An evaluation of air mass back-trajectories suggested no relationship between the organic contents and wind directions. Carbon contents were originated from sources within the basin of Mexico and higher pH of rainwater during the passage of air masses indicates that the sources causing rain neutralization are located in northern parts of the city.<hr/>RESUMEN Se presentan las concentraciones de carbono total disuelto (TC) y carbono orgánico (OC) en muestras de agua de lluvia recolectadas durante 2016 en el sur de la Ciudad de México. El TC varió de 10 a 25 mgC L-1 y el OC, reportado como carbón orgánico no purgable (NPOC, por sus siglas en inglés), tuvo un rango de 2.5 a 20 mgC L-1. Los valores más altos de NPOC se midieron en las muestras recolectadas entre mayo y julio, y se detectó un cambio en la razón de NPOC/TC para la segunda parte de la campaña (es decir, agosto-octubre). El análisis por 1H RMN sugiere que aldehídos, ácidos carboxílicos y otros hidrocarburos oxigenados constituyen la fracción orgánica disuelta en las muestras de precipitación. La evaluación de las trayectorias de las masas de aire no encontró ninguna relación entre los contenidos de compuestos orgánicos y las direcciones del viento dominante para la formación de las tormentas, lo que sugiere que los compuestos orgánicos disueltos en el agua de lluvia tienen su origen en fuentes dentro de la cuenca de México. Además, los valores de pH más altos en las muestras estudiadas indican que la neutralización de la lluvia ocurre cuando las tormentas provienen del norte de la ciudad, donde se encuentran las fuentes de los agentes que producen este efecto. <![CDATA[Performance evaluation of a coupled method for the estimation of daily global solar radiation on a horizontal surface]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400347&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT The accurate estimation of the amount of global solar radiation potential on the earth’s surface is one of the most important parameters for solar energy investments and long-term climate studies. The most accurate solar radiation data are generally available in some ground stations where they are obtained by using direct measurement. However, the estimation of global solar radiation data can be conducted by some estimation methods in the areas that do not have this information. This study compares and discusses some approaches to identify the most accurate method for daily global solar radiation reaching on a horizontal surface. The comparisons are carried out between some selected conventional empirical methods taken from the related literature, the satellite-based HELIOSAT method and the coupled (hybrid) method which uses both ground data and satellite images. These selected methods have been tested previously and declared most accurate by many researchers for Turkey. The performance results were compared with ground-measured data and all methods were analyzed by using statistical errors in the selected site. According to the last six years of data results, the coupled method is better than the others (except the Angstrom method), with daily difference values (91%) and daily absolute difference values lower than 2.5 MJ m-2 day.<hr/>RESUMEN El cálculo exacto de la cantidad de radiación solar global potencial en la superficie de la tierra es uno de los parámetros más importantes para las inversiones en energía solar y los estudios de largo plazo sobre cambio climático. Por lo general, los datos más exactos de radiación solar están disponibles en estaciones terrestres que realizan mediciones directas. No obstante, en áreas donde esta información no es asequible, la radiación solar global puede estimarse utilizando algunos métodos de cálculo. En este estudio se comparan y analizan algunos métodos para estimar la radiación solar global que llega a una superficie horizontal, con el fin de establecer cuál es el más exacto. Las comparaciones se llevan a cabo entre algunos métodos empíricos convencionales obtenidos de la literatura, el método HELIOSAT basado en satélites y el método acoplado (híbrido) que emplea tanto datos de superficie como imágenes satelitales. Estos métodos se han probado antes y diversos investigadores han demostrado que son los más exactos para Turquía. Los resultados obtenidos sobre el desempeño se compararon con mediciones de superficie y todos los métodos se analizaron por medio de errores estadísticos en el sitio elegido. De acuerdo con los resultados de los últimos seis años de datos, el método acoplado (excepto en el caso del método Angstrom) es mejor que los otros, con valores diferenciales diarios (91%) y valores diferenciales diarios absolutos de menos de 2.5 MJ m-2 por día. <![CDATA[Land use/land cover change and extreme climatic events in the arid and semi-arid ecoregions of Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400355&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Arid and semi-arid lands in Mexico dominate 60% of the national territory. They harbor many endemic species, as well as a large proportion of the population, and offer diverse ecosystem services. These regions are subjected to anthropogenic impacts derived from agriculture and livestock farming, which have caused land degradation and desertification. In addition, these ecosystems are highly sensitive to climate variability and projected global environmental change. However, information about how land use/land cover change and climate variability processes overlap and synergize each other in these ecoregions is scattered in different publications, and it is desirable to integrate it to provides more complete information for decision making. In this study we describe both land cover and land use changes in the five arid and semi-arid ecoregions in Mexico (Sonoran, Chihuahuan, Tamaulipan, Mexican High Plateau and Tehuacán-Cuicatlán valley) between 2002 and 2011, and their current exposure to droughts, low temperatures, floods and tropical cyclones. These results are discussed in terms of regional climate trends documented in the literature. We found that land use and land cover change differ between ecoregions, with the Sonoran and Chihuahuan ecoregions being the least affected. The overall exposure to extreme climate events is high in all ecoregions except for the Tehuacán-Cuicatlán valley, although each region has different exposure profiles. Observed trends for all ecoregions generally point towards an increase in both maximum and minimum temperatures, while trends for precipitation are less clear. Our results can serve as a guideline for identifying areas where anthropogenic processes of land use and land cover changes and extremes climatic events synergize, to better guide management under a changing environment.<hr/>RESUMEN Las tierras áridas y semiáridas representan el 60% del territorio mexicano. Además de albergar a diversas especies endémicas, concentran una gran proporción de la población y ofrecen a sus habitantes servicios ecosistémicos cruciales. Sin embargo, los impactos de actividades productivas han generado procesos de degradación y desertización, acentuados por la alta sensibilidad de estos sistemas a la variabilidad climática. La información sobre los procesos de cambio en el uso del suelo y los impactos de la variabilidad climática en las regiones áridas y semiáridas de México se encuentra dispersa en diferentes documentos y es necesario hacer un ejercicio de integración para entender las sinergias en el territorio y brindar información más completa para la toma de decisiones. En ese sentido, este estudio integra la información sobre cambios en el uso del suelo y cobertura vegetal en cinco ecorregiones áridas y semiáridas de México (sonorense, chihuahuense, tamaulipeca, Altiplanicie mexicana y valle de Tehuacán-Cuicatlán) para el periodo 2002-2011, y su exposición actual a sequías, bajas temperaturas, inundaciones y ciclones tropicales. Discutimos estos resultados en términos de las tendencias climáticas regionales documentadas en la literatura, lo que nos sirve de marco de referencia para analizar las interacciones entre esos factores. Encontramos que el cambio de uso de suelo y pérdida de cobertura vegetal difiere entre ecorregiones, siendo la sonorense y la chihuahuense las menos afectadas. Por otra parte, a excepción de la ecorregión del valle de Tehuacán-Cuicatlán, todas las ecorregiones presentan grados de exposición altos a eventos extremos, aunque cada una presenta un perfil distinto. Las tendencias climáticas observadas en estas ecorregiones apuntan hacia un aumento tanto de temperaturas máximas como mínimas; las tendencias para precipitación son menos claras. Nuestros resultados son un punto de partida para ubicar las áreas con procesos antrópicos de cambio de uso de suelo y eventos climáticos extremos, con el fin de identificar posibles sinergias entre estos dos estresores y plantear un mejor manejo de estas áreas en un contexto de cambio global. <![CDATA[Partitioning of the water soluble versus insoluble fraction of trace elements in the city of Santiago, Chile]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400373&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT The total elemental composition and the water-soluble fraction of PM10 from three different urban areas in Santiago, Chile, from downtown to the suburbs, were investigated. PM10 samples collected during the month of May (mid-autumn in the Southern Hemisphere) in 2006, 2008, 2009, and 2010 were analyzed for major and trace metals, and the partitioning between the insoluble and soluble fractions was determined for most of them. PM10 average concentrations ranged from 71 µg m-3 (Cerrillos) to 128 µg m-3 (La Pintana), which are within the seasonal ranges observed in Santiago. Twenty five major and trace elements (Fe, Al, Ca, K, Mg, P, Pb, S, Ti, Mn, Cu, Zn, Ba, Zr, Cr, As, Sn, Sb, Ni, V, Li, Co, Cd, La, and Rb) were determined in the present study. Ba, Sb, Cd, As, and Zn, with proportions in the soluble fraction varying from 50% to 98%, were the most soluble elements. On the contrary, the less soluble trace elements were Ti, Sn, Pb, and Cr. Most of the high-solubility trace metals are strongly linked to non-exhaust traffic emissions, as well as to certain industrial sources. Our results evidence the significant amount of soluble trace elements in Santiago’s urban atmosphere classified as toxic and/or carcinogenic, thus suggesting a non-negligible health impact.<hr/>RESUMEN Se investigó la composición elemental total y la fracción soluble en agua de PM10 en tres áreas urbanas diferentes de Santiago de Chile, del centro a los suburbios. Las muestras de PM10 recogidas durante el mes de mayo (mediados del otoño en el hemisferio sur) en 2006, 2008, 2009 y 2010 fueron analizadas para metales mayores y trazas, y la partición entre fracciones insolubles y solubles se determinó para la mayoría de ellos. Las concentraciones medias de PM10 variaron de 71 µg m-3 (Cerrillos) a 128 µg m-3 (La Pintana), valores que se encuentran dentro de los rangos estacionales observados en Santiago. Se cuantificaron 25 elementos principales y trazas (Fe, Al, Ca, K, Mg, P, Pb, S, Ti, Mn, Cu, Zn, Ba, Zr, Cr, As, Sn, Sb, Ni, V, Li Co, Cd, La y Rb) en el presente estudio. Ba, Sb, Cd, As y Zn fueron los elementos más solubles, con proporciones que varían de 50% a 98% de solubilidad. Por el contrario, los oligoelementos menos solubles fueron Ti, Sn, Pb y Cr. La mayor parte de los metales traza de alta solubilidad no están solamente fuertemente ligados a la emisión de tubos de escape vehiculares, sino a emisiones vehiculares como el sistema de frenos o a ciertas fuentes industriales. Nuestros resultados evidencian la cantidad significativa de oligoelementos solubles en la atmósfera urbana de Santiago clasificados como tóxicos y/o carcinógenos, lo que sugiere un impacto no despreciable en la salud. <![CDATA[Sea breeze in the Colombian Caribbean coast]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000400389&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Circulation of sea breeze is a well-known and important mesoscale system, boosted by different properties of reception and storage of solar heat between land and sea during one day, and its effect on waves, currents, and transport of atmospheric contaminants, among others, has been proven. The aim of this work is to characterize sea breeze in three coastal zones of the Colombian Caribbean, in the north of South America: Riohacha, Barranquilla, and Santa Marta, through the analysis of data from the Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Hydrology, Meteorology and Environmental Studies Institute) of Colombia during the period 1981-2008, and a detail analysis in the city of Santa Marta with data from the station of the Jorge Tadeo Lozano University of Bogotá in the period January 1st to December 31, 2010. Gustavsson´s method was used to identify the marine breeze cycle, its duration, frequency, and hourly pattern; hodograph representation and spectral analysis were performed according to the periodogram modified by the Welch method. It was established that the marine breeze signal in the Colombian Caribbean coast is stronger during the dry season (December-March), when it reaches the highest gradients of sea-land temperature and with a predominantly diurnal component. In the city of Santa Marta and central Caribbean, the sea breeze is stronger and more defined compared to those of the cities of Riohacha at the northeast, and Barranquilla at the southwest, reaching an estimated medium value of 4 m s-1 in March, and minimum values of 2 m s-1 in August. In Barranquilla, the sea breeze signal reaches 2.5 m s-1, while in Riohacha it reaches 1.5 m s-1, both in the dry season (December-March). According to the results, the strong signal in the city of Santa Marta is related to the gradient of 3 ºC between the sea-land temperature in the dry season, while in Barranquilla is 1.2 ºC, and in Riohacha it is less than 1ºC. Despite having observed a sea-land temperature gradient close to 2.5 ºC in July in the city of Riohacha, the hodograph is not well defined, and the signal magnitude is not strong, which could be related to the presence of strong synoptic winds almost the whole year, the desert landscape of the zone, and its geographical position. This the first scientific work related to marine breeze in this region of the Caribbean, and its results constitute an important base for studying the effect that such breezes may have on the spectrum of waves, upwelling, and especially in the transport of contaminants, given that Santa Marta is one of the most important harbors of mineral coal in Colombia, and one of the main touristic destinations in the northern Colombian coast.<hr/>RESUMEN La circulación de la brisa marina es un sistema de mesoescala bien conocido e importante, impulsado por las diferentes propiedades de recepción y almacenamiento de calor solar entre la tierra y el mar durante un día, y se ha comprobado su efecto en el oleaje, las corrientes y el transporte de contaminantes atmosféricos, entre otros. En este trabajo se realizó la caracterización de la brisa marina en tres zonas costeras del Caribe colombiano al norte de América del Sur: Riohacha, Barranquilla y Santa Marta, mediante el análisis de los datos del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, en el periodo comprendido entre 1981 y 2008, y con datos de la estación de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano en la ciudad de Santa Marta en el periodo comprendido entre el 1 de enero y el 31 de diciembre de 2010. Para identificar el ciclo de brisa marina, su duración y frecuencia, así como su el patrón horario, se utilizó el método de Gustavsson, la representación hodógrafica y el análisis espectral de acuerdo con el periodograma modificado por el método de Welch. Se pudo establecer que la señal de la brisa marina en la costa del Caribe colombiano es más fuerte en la época seca (diciembre-marzo), cuando se alcanzan los gradientes más altos de temperatura mar-tierra, con un componente predominantemente diurno. En la ciudad de Santa Marta, en el Caribe central, la señal de la brisa marina es más fuerte y definida respecto a las ciudades de Riohacha al noreste y Barranquilla al suroeste, alcanzando un valor medio estimado de 4 m s-1 en marzo y con valores mínimos de 2 m s-1 en agosto. En Barranquilla la señal de brisa marina alcanza 2.5 m s-1, mientras que en Riohacha es de 1.5 m s-1, ambas en la época seca (diciembre-marzo). De acuerdo con los resultados, la fuerte señal en la ciudad de Santa Marta está relacionada con el gradiente de 3 ºC entre la temperatura mar-tierra en la época seca, mientras que en Barranquilla este gradiente es de 1.2 ºC y en Riohacha es menor a 1 ºC. Aunque en Riohacha se observó un gradiente de temperatura mar-tierra cercano a 2.5 ºC en julio, la hodógrafa no está bien definida y la magnitud de la señal no es fuerte, lo cual podría estar relacionado con la presencia de vientos sinópticos fuertes casi todo el año, el relieve desértico de la zona y su posición geográfica. Éste es el primer trabajo científico relacionado con la brisa marina en esta región del Caribe, y sus resultados constituyen una base importante para investigaciones sobre el efecto de estas brisas sobre el espectro del oleaje, la surgencia y especialmente el transporte de contaminantes, ya que Santa Marta es uno de los puertos más importantes de carga de carbón mineral de Colombia y uno de los mayores destinos turísticos de la costa norte colombiana.