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Campaña de mediciones atmosféricas en Los Andes bolivianos realizada por equipo estudiantil boliviano-estadounidense
(Revista Boliviana de Física, 2023) Whiteman, David N.; Andrade, Marcos; Forno, Ricardo; Mamani-Paco, Rubén; Moreno, Isabel; Velarde, Fernando; Blacutt, Luis; Gutiérrez, Rene; Ávila, Fabricio; Pozadas, Mónica; Guzmán, Decker; Peltier, Richard; Acarapi, Adrián; Ajayi, Ayomiposi; Burgoa, Valeria; Callaú, Alan; Chambi, Yahuar Benjamín; García, Franco; Lobatón, Samantha; Oke, Hadijat; Okunuga, Fisayo; Peñaloza, Belén; Rivera, Marco Antonio; Watson, Monique; Reíd, Shayla; Zou, Hoven
Una campaña de campo para realizar mediciones atmosféricas, centrada en el trabajo de estudiantes tanto bolivianos como estadounidenses, se llevó a cabo el 24 de mayo de 2022. La campaña fue parte de un programa financiado por el Departamento de Estado de EE. UU, cuyo objetivo principal fue fomentar el intercambio cultural y científico entre estudiantes bolivianos y estadounidenses. Como parte de este intercambio, un grupo de ocho estudiantes bolivianos y cuatro estadounidenses trabajaron juntos para planificar y ejecutar mediciones enfocadas en cuantificar el flujo de material particulado desde la ciudad de La Paz hacia la cumbre del monte Chacaltaya, donde se encuentra la estación más alta del mundo de la red Global Atmosphere Watch. Las mediciones se realizaron en tres lugares a lo largo de un cañón que conduce hacia la cima del monte Chacaltaya y es una vía natural para que los contaminantes generados por la ciudad viajen hacia la estación. Las mediciones indicaron la presencia de un flujo de viento ascendente y descendente, generado por el calentamiento y enfriamiento producido por radiación solar o la falta de ésta, que ayuda al movimiento de aerosoles cerca de la superficie de la montaña. El desarrollo de procesos convectivos durante la tarde disminuyó regularmente las concentraciones medidas en la superficie y complicó así la interpretación de los flujos de partículas. Miembros del Laboratorio de Física Atmosférica (LFA) de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) desarrollaron un novedoso sistema de sondas cautivas de bajo costo. El uso de estas sondas posibilitó adquirir perfiles verticales de vientos, temperatura, presión y humedad relativa, permitiendo así la investigación de la estructura vertical de la transición entre el flujo ascendente y descendente. Fuera de la campaña de medición, los estudiantes participaron juntos en actividades culturales para disfrutar atracciones locales y conocerse mejor. Uno de los objetivos del experimento era aumentar el interés por las ciencias atmosféricas entre los estudiantes de la UMSA. Los resultados de una encuesta posterior a la campaña indican que la participación en esta campaña de campo conjunta ha aumentado el número de estudiantes de física que participan en las actividades del LFA en la UMSA
CARACTERIZACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE OZONO SUPERFICIAL EN LA CIUDAD DE LA PAZ EN EL RÉGIMEN DE MADRUGADA
(Revista Boliviana de Física, 2011) Tapia Portugal, Wilmer; Andrade, Marcos
Se estudió el comportamiento del ozono superficial medido en la zona central de la ciudad de La Paz (3630 msnm, 16° 29′01"S 68° 08′01"O) en el régimen de madrugada definido por el periodo de 00:00 a 06:00 a.m. La razón para elegir este periodo se debe a la presencia de un máximo relativo alrededor de las 03:00 a.m. que aparece de manera casi permanente en las observaciones. Este pico no es evidente en datos de una estación ubicada en las afueras de la ciudad. Para el estudio se usaron datos horarios entre los años 2007 y 2010. Los resultados obtenidos sugieren que la concentración de ozono observada durante la madrugada es producto de la generación de ozono durante el régimen diurno del día anterior el cual sería transportado hacia las partes altas de la ciudad por los vientos de valle. La masa de aire que conteniendo este aire contaminado sería atrapada en esta región y transportada de retorno hacia el centro de la ciudad en horas de la madrugada del día siguiente. El comportamiento típico del pico anómalo de ozono muestra una fuerte anticorrelación entre ozono superficial y monóxido de nitrógeno. Por otro lado, medidas del tráfico vehicular en el régimen de madrugada muestran claramente a una correlación positiva con la concentración de NO. Esto sugiere que la reducción observada del pico de ozono de la madrugada durante los fines de semana está relacionada con el incremento de tráfico vehicular en ese periodo.
Comment on acp-2021-126
(2021) Aliaga, Diego; Sinclair, Victoria A.; Andrade, Marcos; Artaxo, Paulo; Carbone, Samara; Kadantsev, Evgeny; Laj, Paolo; Wiedensohler, Alfred; Krejci, Radovan; Bianchi, Federico
Abstract. Observations of aerosol and trace gases in the remote troposphere are vital to quantify background concentrations and identify long-term trends in atmospheric composition on large spatial scales. Measurements made at high altitude are often used to study free-tropospheric air; however such high-altitude sites can be influenced by boundary layer air masses. Thus, accurate information on air mass origin and transport pathways to high-altitude sites is required. Here we present a new method, based on the source–receptor relationship (SRR) obtained from backwards WRF-FLEXPART simulations and a k-means clustering approach, to identify source regions of air masses arriving at measurement sites. Our method is tailored to areas of complex terrain and to stations influenced by both local and long-range sources. We have applied this method to the Chacaltaya (CHC) GAW station (5240 m a.s.l.; 16.35∘ S, 68.13∘ W) for the 6-month duration of the “Southern Hemisphere high-altitude experiment on particle nucleation and growth” (SALTENA) to identify where sampled air masses originate and to quantify the influence of the surface and the free troposphere. A key aspect of our method is that it is probabilistic, and for each observation time, more than one air mass (cluster) can influence the station, and the percentage influence of each air mass can be quantified. This is in contrast to binary methods, which label each observation time as influenced by either boundary layer or free-troposphere air masses. Air sampled at CHC is a mix of different provenance. We find that on average 9 % of the air, at any given observation time, has been in contact with the surface within 4 d prior to arriving at CHC. Furthermore, 24 % of the air has been located within the first 1.5 km above ground level (surface included). Consequently, 76 % of the air sampled at CHC originates from the free troposphere. However, pure free-tropospheric influences are rare, and often samples are concurrently influenced by both boundary layer and free-tropospheric air masses. A clear diurnal cycle is present, with very few air masses that have been in contact with the surface being detected at night. The 6-month analysis also shows that the most dominant air mass (cluster) originates in the Amazon and is responsible for 29 % of the sampled air. Furthermore, short-range clusters (origins within 100 km of CHC) have high temporal frequency modulated by local meteorology driven by the diurnal cycle, whereas the mid- and long-range clusters' (>200 km) variability occurs on timescales governed by synoptic-scale dynamics. To verify the reliability of our method, in situ sulfate observations from CHC are combined with the SRR clusters to correctly identify the (pre-known) source of the sulfate: the Sabancaya volcano located 400 km north-west from the station.
Comment on ar-2024-15
(2024) Aliaga, Diego; Sinclair, Victoria A.; Krejci, Radovan; Andrade, Marcos; Artaxo, Paulo; Blacutt, Luis; Cai, Runlong; Carbone, Samara; Gramlich, Yvette; Heikkinen, Liine
Abstract. In this study, we investigate atmospheric new particle formation (NPF) across 65 days in the Bolivian Central Andes at two locations: the mountain-top Chacaltaya station (CHC, 5.2 km above sea level) and an urban site in El Alto-La Paz (EAC), 19 km apart and at 1.1 km lower altitude. We categorize days into four groups based on NPF intensity, determined with the daily maximum concentration of 4–7 nm particles: (A) high at both sites, (B) medium at both, (C) high at EAC but low at CHC, (D) and low at both. This categorization was premised on the assumption that similar NPF intensities imply similar atmospheric processes. Our findings show significant differences across the categories in terms of particle size and volume, precursor gases, aerosol compositions, pollution levels, meteorological conditions, and air mass origins. Specifically, intense NPF events (A) increased Aitken-mode particle concentrations (14–100 nm) significantly on 28 % of the days when air masses passed over the Altiplano. At CHC, larger Aitken-mode particle concentrations (40–100 nm) increased from 1.1×103 cm-3 (background) to 6.2×103 cm-3 very likely linked to the ongoing NPF process. High pollution levels from urban emissions on 24 % of the days (B) were found to interrupt particle growth at CHC and diminish nucleation at EAC. Meanwhile, on 14 % of the days, high concentrations of sulphate and large particle volumes (C) were observed, correlating with significant influences from air masses originating from the actively degassing Sabancaya Volcano and a depletion of positive 2–4 nm ions at CHC. During these days, reduced NPF intensity was observed at CHC but not at EAC. The study highlights the role of NPF in modifying atmospheric particles and underscores the varying impacts of urban versus mountain-top environments on particle formation processes in the Andean region.
Comment on ar-2024-15
(2024) Aliaga, Diego; Sinclair, Victoria A.; Krejci, Radovan; Andrade, Marcos; Artaxo, Paulo; Blacutt, Luis; Cai, Runlong; Carbone, Samara; Gramlich, Yvette; Heikkinen, Liine
Abstract. In this study, we investigate atmospheric new particle formation (NPF) across 65 days in the Bolivian Central Andes at two locations: the mountain-top Chacaltaya station (CHC, 5.2 km above sea level) and an urban site in El Alto-La Paz (EAC), 19 km apart and at 1.1 km lower altitude. We categorize days into four groups based on NPF intensity, determined with the daily maximum concentration of 4–7 nm particles: (A) high at both sites, (B) medium at both, (C) high at EAC but low at CHC, (D) and low at both. This categorization was premised on the assumption that similar NPF intensities imply similar atmospheric processes. Our findings show significant differences across the categories in terms of particle size and volume, precursor gases, aerosol compositions, pollution levels, meteorological conditions, and air mass origins. Specifically, intense NPF events (A) increased Aitken-mode particle concentrations (14–100 nm) significantly on 28 % of the days when air masses passed over the Altiplano. At CHC, larger Aitken-mode particle concentrations (40–100 nm) increased from 1.1×103 cm-3 (background) to 6.2×103 cm-3 very likely linked to the ongoing NPF process. High pollution levels from urban emissions on 24 % of the days (B) were found to interrupt particle growth at CHC and diminish nucleation at EAC. Meanwhile, on 14 % of the days, high concentrations of sulphate and large particle volumes (C) were observed, correlating with significant influences from air masses originating from the actively degassing Sabancaya Volcano and a depletion of positive 2–4 nm ions at CHC. During these days, reduced NPF intensity was observed at CHC but not at EAC. The study highlights the role of NPF in modifying atmospheric particles and underscores the varying impacts of urban versus mountain-top environments on particle formation processes in the Andean region.
MITOS Y VERDADES ACERCA DEL CAMBIO CLIMATICO EN BOLIVIA
(Revista Boliviana de Física, 2008) Andrade, Marcos
Los recientes desastres naturales han llamado la atención de los medios de comunicación hacia los posibles efectos del cambio climático en Bolivia. Muchos de los desastres fueron atribuidos al calentamiento global, a El Niño o al agujero de ozono, entre otros. El presente artículo trata de identificar la posible relación de los desastres naturales observados o predichos con estos fenómenos así como aclarar, cuando asó sea pertinente, algunos conceptos para evitar confusiones e interpretaciones erróneas. En este sentido se toman diez aseveraciones relativamente comunes y se las analiza en términos de su consistencia científica para tratar de separar mitos y verdades del cambio climático en Bolivia.
REVISTA BOLIVIANA DE FISICA No 16
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2011) Andrade, Marcos
Publicacion del Instituto de Investigaciones Fisicas, la carrera de Fisica de la Universidad Mayor de San Andres y de la Sociedad Boliviana de Fisica