ftaaii_4

GRADO EN FÍSICA- CURSO 2016/17
Ficha Trabajo Fin de Grado
Departamento:
Física de la Tierra, Astronomía y Astrofísica II
Título del tema:
Impacto de la meteorología en las concentraciones de contaminantes
atmosféricos
Plazas:
12
Objetivos:
Comprender el impacto de la meteorología en las concentraciones de
contaminantes atmosféricos.
Identificar las principales variables meteorológicas que afectan a las
concentraciones de ozono o partículas en suspensión (PM), y cuantificar su
importancia mediante procedimientos estadísticos sencillos.
Interpretar el sentido físico de los resultados.
Metodología:
Se suministrará a cada alumno una serie temporal distinta de unos 10 años
con concentraciones horarias de ozono o de partículas en suspensión (PM,
del inglés “particulate matter”) procedentes de una red de seguimiento de la
calidad del aire. El alumno utilizará observaciones de diversas variables
meteorológicas en las proximidades de la estación o, en su ausencia,
extraerá diversos campos meteorológicos con una resolución temporal
diurna de un reanálisis. Posteriormente, creará un modelo de regresión
lineal múltiple para predecir las concentraciones máximas diarias de ozono o
los promedios diarios de PM (variable dependiente) en función de esas
variables meteorológicas (variables independientes o predictores). A
continuación, utilizará procedimientos estadísticos sencillos para eliminar
del modelo las variables menos relevantes y mantener sólo aquellas que
contribuyan a explicar de forma significativa la variabilidad de las
concentraciones del contaminante en cuestión. Finalmente, interpretará el
sentido físico de los resultados obtenidos.
Los alumnos que realicen este análisis para ozono se centrarán en los meses
de verano, en los que las concentraciones de este contaminante son más
elevadas. En principio, los alumnos que trabajen con datos de PM los
podrían analizar para cualquier otra estación del año como, por ejemplo, el
invierno. En cualquier caso, existe la posibilidad de que algunos alumnos
hagan un análisis separado para otras estaciones meteorológicas o incluso
para otra localidad.
Se recomienda que los estudiantes hayan cursado las asignaturas “Física de
la Atmósfera” y “Estadística y Análisis de Datos” de 3º, y que estén
matriculados al menos en una asignatura de Física de la Atmósfera de 4º
(Termodinámica de la Atmósfera, Geofísica y Meteorología Aplicadas, o
Meteorología Dinámica).
Actividades
Formativas
Habrá una reunión inicial con los alumnos en la que se introducirá con
detalle la bibliografía, el trabajo a desarrollar y las herramientas a utilizar.
También habrá sesiones en las que se introducirán los datos de reanálisis, si
así procediera, y el paquete estadístico R ( http://www.r-project.org ),
aunque los estudiantes podrán utilizar otro lenguaje de programación si así
lo desearan. Cada alumno podrá interaccionar con el profesor responsable
por medio de tutorías.
11TU
Bibliografía:
U11T
1. Barmpadimos, I (2011): Influence of meteorology on PM 10 trends and
variability in Switzerland from 1991 to 2008. Atmos. Chem. Phys., 11, 1813–
1835.
2. Gorgas, J., Cardiel, N., y Zamorano (2011): J. Estadística Básica para
Estudiantes de Ciencias.
3. Ordóñez, C., et al. (2005): Changes of daily surface ozone maxima in
Switzerland in all seasons from 1992 to 2002 and discussion of summer
2003. Atmos. Chem. Phys., 5, 1187-1203.
4. Otero, N., et al. (2016): Synoptic and meteorological drivers of extreme
ozone concentrations over Europe. Environ. Res. Lett., 11, 024005,
doi:10.1088/1748-9326/11/2/024005.
5. Seinfeld, J. H., and Pandis, S. N. (2016): Atmospheric Chemistry and
Physics: From Air Pollution to Climate Change, 3rd Edition, ISBN: 978-1-11894740-1.
6. Wilks, D. S. (1995): Statistical Methods in the Atmospheric Sciences,
Academic Press, San Diego.
R
R