Simulación de las dinámicas de la Isla de Calor Urbano en el Valle de Aburrá bajo diferentes representaciones de la superficie

Abstract

RESUMEN : Las barreras orográficas, las condiciones de la superficie, la ocurrencia de eventos meteorológicos y fenómenos urbanos como la Isla de Calor Urbano (ICU), condicionan el intercambio de masa y de energía entre la superficie y la baja atmósfera en las ciudades, dando lugar a alteraciones en la dinámica atmosférica y en el transporte de humedad y de contaminantes emitidos desde la superficie. Estas alteraciones pueden causar a su vez, la ocurrencia de eventos de alta concentración de contaminantes con implicaciones para la salud y el bienestar de la población. Este estudio busca avanzar en la comprensión de las dinámicas espaciales y temporales de la ICU, y sus efectos sobre los campos de circulación en una región montañosa y densamente poblada como es el Valle de Aburrá. En este sentido, se modelan y analizan las dinámicas de la ICU bajo dos tipos de cobertura natural para diferentes configuraciones de superficie que representa el modelo WRF, brindando información de su comportamiento a lo largo del día en la región. Además se analizan los campos de circulación superficial buscando encontrar alguna relación entre la evolución espacio-temporal de la isla de calor y los vientos en el valle. Los resultados de este estudio permitieron a partir del modelo WRF capturar las dinámicas espacio-temporales de la ICU a lo largo del día en la zona de estudio. En general, el periodo de mayor intensidad de la ICU se da entre las 17-22 LT al noroccidente, centro y suroriente del valle, y exhibe magnitudes de hasta 3.2 ºC para la cobertura tipo bosque y 1.4 ºC para la cobertura tipo pasto. En cuanto al análisis de los campos de circulación superficial, se encuentra de manera general que los vientos de mayores magnitudes se presentan en las horas de mayor intensidad de la ICU, mientras que los vientos más débiles ocurren para las horas de menor intensidad de la isla de calor urbano. Sin embargo, los patrones encontrados en los campos de circulación no son suficientes para establecer una relación directa con el fenómeno de isla de calor y por tanto posibles efectos sobre el transporte de contaminantes.

ABSTRACT : Orographic barriers, land surface conditions and the occurrence of meteorological events such as Urban Heat Island (UHI), condition the exchange of mass and energy between the surface and the lower atmosphere in cities, leading to alterations in atmospheric dynamics and in the transport of moisture and pollutants emitted from the surface. These alterations can cause, in turn, the occurrence of events of high concentration of pollutants with implications for the health and welfare of the population. This study seeks to advance in the understanding of the spatial and temporal dynamics of the ICU, and its effects on the circulation fields in a mountainous and densely populated region such as the Aburrá Valley. In this sense, the ICU dynamics are modeled and analyzed under two types of natural cover for different surface configurations represented by the WRF model, providing information on its behavior throughout the day in the region. In addition, the surface circulation fields are analyzed in order to find some relationship between the spatio-temporal evolution of the heat island and the winds in the valley. The results of this study allowed the WRF model to capture the spatio-temporal dynamics of the ICU throughout the day in the study area. In general, the period of greatest ICU intensity occurs between 17-22 LT in the northwest, center and southeast of the valley, and exhibits magnitudes of up to 3.2 ºC for forest type cover and 1.4 ºC for the grass type cover. Regarding the analysis of the surface circulation fields, it is generally found that the winds of higher magnitudes occur during the hours of higher intensity of the ICU, while the weakest winds occur during the hours of lower intensity of the urban heat island. However, the patterns found in the circulation fields are not sufficient to establish a direct relationship with the heat island phenomenon and therefore possible effects on the transport of pollutants.