Anales AFA Vol. 31 Nro. 1 (Abril 2020 - Julio 2020) 1-6
CAPAS DE AEROSOLES DE ORIGEN AUSTRALIANO SOBRE
TERRITORIO ARGENTINO DURANTE NOVIEMBRE 2019
AUSTRALIAN AEROSOL LAYERS OVER ARGENTINE TERRITORY
DURING NOVEMBER 2019
L. A. Otero *
1,2,3
, F. Casasola
1,3,4,5,
C. Pereyra
4,5,
M. Prieto
4,5,
S. Brusca
2,
P. Ristori
2,3
1
Universidad de la Defensa Nacional, Facultad de Ingeniería del Ejército, Escuela Superior Técnica
Grl. Div. Manuel N. Savio, Av. Cabildo 15 (C1426AAA), C.A.B.A., Buenos Aires, Argentina.
2
Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones (CEILAP), UNIDEF (MINDEF -
CONICET) – CITEDEF, Juan Bautista de La Salle 4397 (B1063ALO), Villa Martelli, Buenos
Aires, Argentina.
3
Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Buenos Aires, Medrano 951 C1179AAQ),
C.A.B.A., Buenos Aires, Argentina.
4
Servicio Geográfico Militar, Instituto Geográfico Nacional, Av. Cabildo 381 (C1426AAA),
C.A.B.A., Argentina.
5
Dirección General de Investigación y Desarrollo del Ejército Argentino, Azopardo 250
(C1107ADB), C.A.B.A., Argentina.
Recibido: 12/03/2020 Aceptado: 24/03/2020
https://doi.org/10.31527/analesafa.2020.31.1.1 2020 Anales AFA
Autor para correspondencia: lotero@citedef.gob.ar; lidia1116@gmail.com
Resumen:
El 8 de noviembre de 2019 una densa pluma de humo se deprende la de las costas de Australia
producto de los intensos incendios que afectaron la región. Estas capas de humo son arrastradas por
los vientos hasta América del Sur, ingresando a territorio argentino el 14 de noviembre y
permaneciendo en suspensión hasta el día siguiente. En este trabajo se analizan las propiedades
ópticas de los aerosoles en suspensión con información satelital y mediciones desde terrestres. Se
calcula el Coeficiente de Angstrom y se clasifica el el tipo de aerosoles presentes. Se destacan
valores altos de espesor óptico de aerosoles, de 0,25 en promedio para 440 nm y de 1,2 en el
Coeficiente de Angstrom, indicando la presencia de humo en la atmósfera local.
Palabras clave: aerosoles, quema de biomasa, Australia.
Abstract:
On November 8, 2019 a dense feather of smoke was detached from the coasts of Australia due to
the intense fires that affected the region. These layers of smoke were dragged by the winds to South
America, arriving to the Argentine territory on November 14 and remaining in suspension for a day.
In this work, the optical properties of suspended aerosols with satellite information and
measurements from terrestrial are analyzed. The Angstrom coefficient is calculated and the type of
aerosols present is classified. High values of aerosol optical thickness of 0,25 on average for 440
nm and Angstrom coefficients of 1,2 in the, evidence the presence of smoke in the local
atmosphere.
Keywords: wind direction, aerosols, biomass burning, Australia.
I. INTRODUCCIÓN
Los incendios forestales generan gran cantidad de partículas en suspensión en la atmósfera y
aumento de los niveles de monóxido de carbono. La presencia de estas partículas reduce la
visibilidad y disminuye la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Además, actúan
como centros de nucleación de nubes y alteran y modifican el clima y el aire que respiramos
(1)
siendo perjudiciales para la salud humana.
En el caso particular de las quemas en Australia, la gran cantidad de hollín generado no solo afectó
a toda la región circundante, devastando bosques y la vida silvestre, sino que los efectos se vieron
alrededor del planeta, con mediciones del transporte de los aerosoles a miles de kilómetros desde las
fuentes de emisión. Un efecto inmediato del hollín acumulado producto de las quemas fue la
alteración de los cursos de los ríos y la producción de agua potable en el Este de Australia
(2)
.
El objetivo del trabajo es caracterizar los aerosoles de transporte que arribaron desde Australia a
territorio argentino durante noviembre 2019 utilizando información satelital y terrestre.
II. DESCRIPCIÓN DEL EVENTO
Los incendios de Australia comenzaron en septiembre de 2019 y se intensificaron en noviembre
dadas las condiciones de sequía que afectaron a la región. Fue el segundo verano más cálido
registrado y con un régimen de precipitación inferior al promedio para el verano australiano
(2)
.
Estos importantes incendios produjeron densas columnas de humo que se pueden observar en las
imágenes satelitales Suomi NPP (National Polar-Orbiting Partnership) VIIRS (Visible Infrared
Imaging Radiometer Suite) presentadas en las Figs. 1 y 2 para el día 8 de noviembre y en las Figs. 3
y 4 para el 9 de noviembre. En las figuras se visualiza la costa Este de Australia que fue la zona más
afectada. En las Figs. 1 y 3 se muestran las imágenes satelitales con aspecto natural de la superficie
terrestre, denominadas imágenes RGB en Color Verdadero (I1-M4-M3), se puede distinguir en
color blanco las nubes meteorológicas y en tonalidades de grises translúcidos las capas de humo; en
las Figs. 2 y 4 se muestra otra combinación de bandas espectrales (M11-I2-I1), que permite
observar, en tonos de azul, las plumas de humo y en tonos rojizos, cicatrices que dejan en la
superficie de la tierra los incendios (superficie quemada)
(3)
. Estas columnas de humo cruzaron el
Océano Pacífico alcanzando al continente americano y al territorio argentino a mediados de
noviembre.
FIG. 1: Imagen satelital del 8 de noviembre de 2019 del sensor VIIRS - Suomi NPP de la costa Este
de Australia (combinación: I1-M4-M3).
FIG. 2: Imagen satelital del 8 de noviembre de 2019 del sensor VIIRS - Suomi NPP de la costa Este
de Australia (combinación: M11-I2-I1).
FIG. 3: Imagen satelital del 9 de noviembre de 2019 del sensor VIIRS - Suomi NPP de la costa Este
de Australia (combinación: I1-M4-M3).
FIG. 4: Imagen satelital del 9 de noviembre de 2019 del sensor VIIRS - Suomi NPP de la costa Este
de Australia (combinación: M11-I2-I1).
III. DESCRIPCIÓN DE DATOS PROCESADOS
Para el análisis del evento de intrusión de aerosoles provenientes de la quema en Australia durante
noviembre, se utilizaron mediciones de sensores en plataformas satelitales y terrestres.
Dentro de las mediciones satelitales se analizaron los datos del sensor OMPS (Ozone Mapping
Profiler Suite)
(4,5)
instalado en el satélite Suomi NPP para el estudio de la variabilidad espacio-
temporal del Índice del Aerosol (AI Aerosol Index). Las mediciones del espesor óptico de aerosoles
(AOD - Aerosol Optical Depth) en 550 nm del instrumento MODIS (Moderate Resolution Imaging
Spectroradiometer) a bordo del satélite TERRA
(6,7)
. Adicionalmente se analizó la presencia de CO
(monóxido de carbono) en columna total y del AI sensado por el TROPOMI (TROPOspheric
Monitoring Instrument) montado en el Sentinel-5P
(8,9)
.
El AI es un índice cualitativo que indica la presencia de aerosoles en capas altas de la atmósfera, los
cuales que absorben la radiación UV. Los principales tipos de aerosol que se detectan con este
índice son el polvo del desierto, la quema de biomasa y las columnas de cenizas volcánicas. Una
ventaja del AI es que se puede calcular para píxeles de tierra claros y (parcialmente) nublados.
Los datos de AOD terrestres se obtienen de las mediciones de los fotómetros solares de la red
AERONET de las estaciones de Buenos Aires, CEILAP-BA (34,555º O; 58,506º S; 26 m), y
Córdoba, Pilar-Córdoba (31,667º O; 63,883º S; 333 m) en Nivel 1,5 (datos donde se han extraído
las nubes automáticamente)
(10,11)
.
El AOD determina la carga total de aerosoles en columna total. Es una magnitud adimensional que
indica cuanto se atenúa la radiación solar, a una cierta longitud de onda, al atravesar la atmósfera.
Con la dependencia espectral del AOD se puede calcular el coeficiente o exponente de Angstrom,
que está relacionado con la distribución cuadrática media de los radios de aerosoles. Relacionando
el AOD en 440 nm y el coeficiente de Angstrom es posible clasificar el tipo de aerosol en
suspensión utilizando la tabla de clasificación de Otero et al., 2006
(12)
.
Para determinar la altura de las capas de aerosoles, se analizaron las mediciones del instrumento
LIDAR instalado en CITEDEF calculando el coeficiente de retrodifusión atenuada y normalizada
de aerosoles en 532 nm
(13,14,15)
. Este sistema permite medir perfiles de la atmósfera desde unos
pocos metros hasta varios kilómetros, alcanzando la tropopausa.
En la Tabla 1 se presenta un cuadro resumen con las variables analizadas, los sensores y su
plataforma.
Tabla 1: Resumen de variables y sensores.
IV. RESULTADOS
En la Fig. 5 se presenta la evolución espacio-temporal del AI desde el 8 al 13 de noviembre de 2019
medido por el sensor OMPS. En las imágenes se puede observar como una pluma de humo con
valores de AI elevados, mayores a 5, se desprende de las costas de Australia el día 8. Esta pluma
avanza sobre el Océano Pacífico y llega a las costas de América del Sur el día 13.
FIG. 5: Evolución espacio-temporal de la trayectoria del humo por medio del análisis del Índice de
Aerosol (AI), sensor OMPS, del 8 al 13 de noviembre de 2019.
El 14 de noviembre de 2019 la masa de humo australiano llega por primera vez sobre territorio
argentino, ingresando por Neuquén y cubriendo todo el centro del país. En la Fig. 6 se muestra el
mapa de cobertura del AI (OMPS), indicando la presencia de aerosoles en toda la zona.
FIG. 6: Índice de Aerosol (AI) medido con el sensor OMPS para el 14 de noviembre de 2019.
FIG. 7: Índice de Aerosol (AI) medido con el sensor TROPOMI para el 14 de noviembre de 2019.