Defensa de Tesis de Cristina Carnerero

Los aerosoles atmosféricos, en particular las partículas ultrafinas (UFPs por sus siglas en inglés; partículas de menos de 100 nanómetros de diámetro), y el ozono troposférico (O₃) son contaminantes atmosféricos muy influenciados por reacciones fotoquímicas, i.e., procesos iniciados por la absorción de radiación solar. Concentraciones elevadas de UFPs y O₃ en el ambiente tienen importantes efectos adversos en la salud humana e impactos en el clima.

En áreas con una alta insolación y dinámicas atmosféricas que favorecen la acumulación de contaminantes debido a recirculaciones verticales de masas de aire, como en el Mediterráneo occidental y otras regiones del sur de Europa, a menudo se registran episodios de altas concentraciones de UFPs y O₃, especialmente en primavera y verano. Los episodios de UFPs pueden estar causados por la emisión y acumulación de partículas o por la formación fotoquímica de partículas a partir de precursores gaseosos (formación de nuevas partículas; NPF por sus siglas en inglés).

El objetivo de esta tesis es caracterizar la relación entre UFPs y O₃ en áreas y períodos con una actividad fotoquímica importante. Concretamente, esta tesis tiene como objetivos identificar los patrones atmosféricos que causan los episodios, determinando si estos contaminantes están regidos por los mismos procesos o bien ocurren en paralelo, así como describir la evolución de las concentraciones de UFPs en los últimos años.

Basándonos en estos objetivos, se han analizado datos recopilados durante campañas de medidas intensivas simultáneas a nivel de superficie y en altura, así como series de datos de medidas continuas a largo plazo. Mediante la combinación de estos datos, se ha evaluado la estacionalidad y la simultaneidad de los episodios de UFPs y O₃, identificando los factores que contribuyen a ellos y aportando información sobre la influencia de la NPF en las concentraciones de UFPs.

Hemos encontrado que hay dos escenarios que controlan la formación y el transporte de UFPs y O₃: la recirculación vertical de masas de aire y la ventilación. El acontecimiento de uno u otro escenario viene determinado por las condiciones meteorológicas a escala sinóptica, mientras que la magnitud de las concentraciones viene dada por la disponibilidad de precursores y las condiciones atmosféricas y orográficas locales. Nuestros resultados indican que los episodios agudos de UFPs están indudablemente vinculados con los episodios de O₃. Aun así, los episodios pueden ser simultáneos en el mismo día o no serlo. Un episodio de O₃ parece ser siempre simultáneo con un episodio de UFPs causado por acumulación de partículas primarias y secundarias durante períodos de recirculación. Sin embargo, altas concentraciones de UFPs causadas por NPF tienen lugar principalmente con concentraciones relativamente bajas (pero altas en valor absoluto) de O₃ durante períodos de ventilación.

Cuando se considera el promedio de las concentraciones anuales de UFPs en áreas urbanas, las emisiones primarias del tráfico tienen una mayor contribución al número total de partículas que la NPF. No obstante, en días con episodios de NPF, la contribución de NPF al número total de UFPs puede ser mayor que la de las emisiones primarias.

Aunque en la mayoría de días no se detectan episodios de NPF, el número de días con NPF está incrementando, probablemente debido a una tendencia a la baja en los últimos años de las emisiones atmosféricas antrópicas, que han causado una disminución en los sumideros de condensación y coagulación. En consecuencia, la contribución de la NPF al número de UFPs también va en aumento. La concentración total de UFPs puede aumentar o disminuir, dependiendo de las condiciones locales y las emisiones de precursores. En áreas urbanas, la disminución de emisiones antrópicas causa una disminución directa de la concentración de UFPs. En cambio, en ambientes rurales, la NPF se hace más favorable, hasta el punto de aumentar las concentraciones de UFPs. Esto puede ser debido a un incremento de las emisiones biogénicas locales de precursores debido al aumento de temperaturas, así como a una reducción de los sumideros de partículas debido a una disminución del transporte de emisiones antrópicas.

Las políticas implementadas en los últimos años con el objetivo de reducir las emisiones antrópicas de contaminantes atmosféricos han tenido un gran impacto en las concentraciones del número de UFPs en ambientes urbanos. Por el contrario, estas políticas no han tenido un impacto significativo en el fondo regional, donde la concentración de UFPs ha aumentado.