Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620160002&lang=pt vol. 29 num. 2 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[A study of trends for Mexico City ozone extremes: 2001-2014]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200107&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: We analyze trends of high values of tropospheric ozone over Mexico City based on data corresponding to the years 2001-2014. The data consists of monthly maxima ozone concentrations based on 29 monitoring stations. Due to the large presence of missing data, we consider the monthly maxima based on five well identified geographical zones. We assess time trends based on a statistical model that assumes that these observations follow an extreme value distribution, where the location parameter changes in time accordingly to a regression model. In addition, we use Bayesian methods to estimate simultaneously a zonal and an overall time-trend parameter along with the shape and scale parameters of the Generalized Extreme Value distribution. We compare our results to a model that is based on a normal distribution. Our analyses show some evidence of decaying ozone levels for the monthly maxima during the period of study.<hr/>Resumen: Se analiza la tendencia de altos valores de ozono troposférico sobre la Ciudad de México basados en observaciones para los años 2001-2014. Los datos consisten en máximos de ozono mensuales basados en 29 estaciones de monitoreo. Dada la gran cantidad de valores faltantes, se consideran los máximos mensuales sobre cinco zonas geográficas de la ciudad. Se evalúan las tendencias de ozono en el tiempo mediante un modelo estadístico que asume que las observaciones siguen una distribución generalizada de valores extremos, la cual nos permite estimar un parámetro de tendencia para cada zona y un parámetro de tendencia global. Se comparan los resultados de este modelo con un modelo que asume que las observaciones siguen una distribución normal. Nuestros estudios muestran alguna evidencia de que estos máximos mensuales de ozono han disminuido durante el periodo de estudio. <![CDATA[Application of several data-driven techniques to predict a standardized precipitation index]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200121&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: Climate modeling and prediction is important in water resources management, especially in arid and semi-arid regions that frequently suffer further from water shortages. The Maharlu-Bakhtegan basin, with an area of 31 000 km2 is a semi-arid and arid region located in southwestern Iran. Therefore, precipitation and water shortage in this area have many problems. This study presents a drought index modeling approach based on large-scale climate indices by using the adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), the M5P model tree and the multilayer perceptron (MLP). First, most of the climate signals were determined from 25 climate signals using factor analysis, and subsequently, the standardized precipitation index (SPI) was predicted one to 12 months in advance with ANFIS, the M5P model tree and MLP. The evaluation of the models performance by error parameters and Taylor diagrams demonstrated that performance of the MLP is better than the other models. The results also revealed that the accuracy of prediction increased considerably by using climate indices of the previous month (t - 1) (RMSE = 0.802, ME = -0.002 and PBIAS = -0.47).<hr/>Resumen: La modelación y predicción del clima son importantes para la gestión de recursos hidráulicos, especialmente en regiones áridas y semiáridas que con frecuencia sufren escasez de agua. La cuenca de Maharlu-Bakhtegan es una región árida y semiárida de 31 000 km2 localizada al suroeste de Irán, de modo que la precipitación y escasez de agua en esta zona son muy problemáticas. Este estudio presenta una aproximación a la modelación del índice de sequía con base en índices climáticos de larga duración y el uso del sistema adaptativo de inferencia neurodifusa (ANFIS, por sus siglas en inglés), el árbol de decisión M5P y el modelo perceptrón multicapa (MLP, por sus siglas en inglés). Primero se determinó la mayoría de las señales climáticas a partir de 25 señales climáticas utilizando análisis factorial, y posteriormente se predijo un índice estandarizado de precipitación mediante las técnicas ANFIS, MLP y M5P con anticipación de uno a 12 meses. La evaluación de la aptitud del modelo mediante parámetros de error y diagramas de Taylor demostró que el desempeño del MLP es mejor que el de los otros dos modelos. Los resultados también mostraron que la exactitud de la predicción aumentó de manera considerable cuando se utilizaron índices climáticos del mes previo (t - 1) (RMSE = 0.802, ME = -0.002 y PBIAS = -0.47). <![CDATA[Simple statistical models of surface/atmosphere energy fluxes and their hysteresis in a desertic Mexican city (Mexicali)]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200129&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: Statistical models for surface-atmosphere energy balance components (net radiation, sensible heat, and soil-stored heat) as functions of global radiation are proposed. This study was carried out during three seasons (winter, spring, and summer) in Mexicali, an arid city of northwest México, by means of representative measurement campaigns of three types of land use in the study zone: urban, rural (desert), and farmed suburban. The hysteresis pattern in the proposed models between the global radiation and net radiation was found during summer at suburban and urban sites, which seems to be originated by atmospheric moisture introduced by artificial irrigation and the thermal inertia of land cover. The coefficient of determination (R 2) and the mean square error are used as indicators of the quality of models.<hr/>Resumen: Se proponen modelos estadísticos para componentes del balance de energía superficie-atmósfera (radiación neta, calor sensible y calor almacenado en el suelo) como funciones de la radiación global. El presente estudio se llevó a cabo a lo largo de tres estaciones del año (invierno, primavera y verano) en Mexicali, una ciudad árida del noroeste de México, mediante campañas representativas de medición en tres tipos de uso del suelo en el área de estudio: urbano, rural (desértico) y suburbano cultivado. El patrón de histéresis en los modelos propuestos, entre la radiación global y la neta se encontró en verano en sitios urbanos y suburbanos, lo que al parecer se debe a la humedad atmosférica ocasionada por la irrigación artificial y la inercia térmica de la cubierta vegetal. Para evaluar la calidad de los modelos se utilizaron el coeficiente de determinación (R 2) y el error cuadrático medio. <![CDATA[Biomonitoring of atmospheric heavy metals pollution using dust deposited on date palm leaves in southwestern Iran]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200141&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: Heavy metals in dust are causing health problems in humans and other organisms. The main objectives of this study were to determine (1) the concentrations and the sources of heavy metals including Zn, Cu, Pb, Fe, Ni, Cr, Co and Mn, and (2) the contamination levels of metals in the dust of Bushehr (an urban area) and Assaluyeh (an industrial area) located in the province of Bushehr, southwestern Iran. Also, the transect between the two cities was investigated as a non-urban area. Fifty dust samples deposited on date palm leaves and 50 surface soil samples were collected. The mean concentrations of heavy metals in dust from the three areas were found to be higher than those of the nearby soils except for Co in Assaluyeh and Pb in Bushehr. Zn, Cu and Pb concentrations in dust samples from industrial and urban areas were higher than those in samples taken from the non-urban area. The results indicated minimal pollution levels of Mn, Fe and Cr, minimal to moderate levels of Co, moderate levels of Ni, moderate to significant levels of Cu, significant levels of Zn, and significant to very high levels of Pb in dust. The two main sources of different heavy metals in atmospheric dust deposited on date palm leaves were identified based on principal component analysis, cluster analysis and correlation analysis. Zn, Cu, and Pb seem to have anthropogenic sources, whereas Fe, Ni, Cr, Co, and Mn in atmospheric dust presumably derive from non-anthropogenic sources. In general, the implementation of environmental standards and improvement of the public transportation system are required to reduce the hazardous pollutants released into the atmosphere.<hr/>Resumen: Los metales pesados presentes en el polvo causan problemas de salud en seres humanos y otros organismos. Los principales objetivos de este estudio fueron determinar: 1) las concentraciones y las fuentes de metales pesados (Zn, Cu, Pb, Fe, Ni, Cr, Co y Mn) y 2) los niveles de contaminación de metales en el polvo de Bushehr (zona urbana) y Assaluyeh (zona industrial), ubicados en la provincia de Bushehr al suroeste de Irán. Además, se estudió el transecto entre las dos ciudades como zona rural. Para ello se tomaron 50 muestras de polvo depositado sobre las hojas de palmera datilera así como 50 muestras de suelo superficial. Las concentraciones medias de metales pesados en el polvo fueron más altas que aquellas encontradas en los suelos cercanos, a excepción de Co en Assaluyeh y Pb en Bushehr. Por su parte, las concentraciones de Zn, Cu y Pb en las muestras de polvo de las zonas industrial y urbana fueron más altas que las de muestras tomadas en la zona rural. Además, los resultados indicaron un nivel de contaminación mínimo para Mn, Fe y Cr, de mínimo a moderado para Co, moderado para Ni, de moderado a significativo para Cu, significativo para Zn, y de significativo a muy alto para Pb en el polvo. Las dos principales fuentes de los diferentes metales pesados en el polvo atmosférico depositado en las hojas de palmera datilera se identificaron mediante análisis de componentes principales, análisis de clúster y análisis de correlación. Zn, Cu y Pb parecen provenir de fuentes antrópicas, mientras que las concentraciones de Fe, Ni, Cr, Co y Mn en el polvo atmosférico probablemente proceden de fuentes no antrópicas. En general, la implementación de estándares ambientales y la mejora del sistema de transporte público son acciones necesarias para reducir la emisión de contaminantes peligrosos a la atmósfera. <![CDATA[The MAX-DOAS network in Mexico City to measure atmospheric pollutants]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200157&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: An instrument based on the Multi Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy (MAX-DOAS) technique was designed and constructed to measure scattered sunlight in the UV-visible region at different elevation angles. Slant column densities (SCDs) of specific gas absorbers such as nitrogen dioxide (NO2) and formaldehyde (HCHO) are derived from the measured spectra. In this contribution, the technical characteristics and performance of the instruments, their deployment in a newly formed observational network within the metropolitan area of Mexico City, and some results of the retrieved NO2 and HCHO SCDs are presented. These measurements provide more insight on the vertical and spatial distribution of these key atmospheric pollutants and their temporal variability, which also serve as a basis for present and future satellite validation studies.<hr/>Resumen: Se construyó un instrumento basado en la técnica de espectroscopia óptica de absorción diferencial con múltiples ejes (MAX-DOAS, por sus siglas en inglés) para medir luz esparcida en la región UV-visible en diferentes ángulos de elevación. De los espectros medidos se obtuvieron densidades de columna inclinada (SCD, por sus siglas en inglés) para gases específicos como el dióxido de nitrógeno (NO2) y formaldehído (HCHO) que absorben en esta región. En esta contribución se presentan las características técnicas y el desempeño de los instrumentos, su despliegue en una nueva red de observaciones formada dentro de la zona metropolitana de la Ciudad de México, así como algunos resultados de SCD de los gases NO2 y HCHO. Estas mediciones proporcionan una visión más clara sobre la distribución vertical, espacial y la variabilidad de contaminantes atmosféricos clave, que también sirven como base para los estudios de validación presentes y futuros de sensores satelitales. <![CDATA[Photochemical assessment monitoring stations program adapted for ozone precursors monitoring network in Mexico City]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362016000200169&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: The purpose of this study is to select a number of stations from the existing Sistema de Monitoreo Atmosférico (Atmospheric Monitoring System, SIMAT) of Mexico City to serve as an equivalent to the Photochemical Assessment Monitoring Stations according to the US-EPA criteria, in order to improve the study of urban ozone occurrence. The results indicate that four existing SIMAT stations meet the criteria to form such network. The relevance of this study is to present an ozone precursors monitoring network with continuous measurements for future trustful studies on air quality for ozone, considering the atmospheric chemistry and photochemical modeling for the design control strategies appropriate for the particular conditions of Mexico City.<hr/>Resumen: El propósito de este trabajo es seleccionar un número de sitios idóneos para conformar la primera red de monitoreo de precursores de ozono en Latinoamérica, adaptando las recomendaciones de la Agencia de Protección del Ambiente de Estados Unidos (US-EPA, por sus siglas en inglés) para el programa de estaciones de monitoreo de evaluación fotoquímica, considerando la infraestructura del Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT) de la Ciudad de México. Los resultados indican que existen cuatro estaciones del SIMAT que cumplen con los criterios para formar parte de la red. Este estudio es relevante para establecer un monitoreo continuo de precursores de ozono que proporcione información confiable para estudios futuros sobre la calidad del aire con relación al ozono, en los que se contemple la química atmosférica y la modelación fotoquímica y con los cuales se puedan encontrar estrategias de control apropiadas a las condiciones particulares de la Ciudad de México y su área metropolitana.