Modelización de WRF y análisis de datos de observación para el estudio de un episodio de contaminación atmosférica en el País Vasco

Abstract

RESUMEN: El presente estudio se centra en analizar un episodio de contaminación atmosférica ocurrido en el País Vasco durante el verano de 2022, caracterizado por elevadas y extraordinarias concentraciones de material particulado (PM) y ozono (O3). La calidad del aire es uno de los problemas ambientales de mayor preocupación actualmente en la Unión Europea debido a la sistemática superación de los valores legislados y de los recomendados por la OMS. Durante este episodio se superaron estos límites establecidos, pudiendo producir efectos negativos sobre la salud y los ecosistemas de esta región. Los contaminantes analizados son de origen secundario (aunque el PM puede ser de origen primario), es decir, no se emiten directamente, sino que son generados en la propia atmósfera a partir de complejas reacciones químicas de sus precursores. Por ello, su análisis es particularmente desafiante. Dada la influencia de los factores meteorológicos en los procesos de acumulación, transporte y eliminación de contaminantes en esta región, se empleó el modelo meteorológico Weather Research & Forecasting (WRF) para estudiar este episodio. Los resultados de la simulación se integraron con diversas y amplias bases de datos de observación meteorológica y de calidad del aire para el análisis detallado de las concentraciones de contaminantes. A través de este enfoque, se identificaron las causas del episodio, vinculadas principalmente a la convergencia de masas de aire contaminado de distinto origen. Gracias a este trabajo se han sentado las bases para su futura aplicación en un estudio de modelización fotoquímica.

ABSTRACT: The present study focuses on analyzing an air pollution episode that occurred in the Basque Country during the summer of 2022, characterized by unusually high concentrations of particulate matter (PM) and ozone (O3). Air quality is currently one of the most concerning environmental problems in the European Union due to the systematic exceedance of both legislated and WHO-recommended limits. During this episode, these limits were surpassed, potentially causing negative effects on health and the ecosystems of the region. The pollutants analyzed are of secondary origin (although PM can also be a primary pollutant), meaning they are not directly emitted but are formed in the atmosphere through complex chemical reactions involving their precursors. This makes their analysis particularly challenging. Given the influence of meteorological factors on the accumulation, transport, and eliminations of pollutants in this region, the Weather Research & Forecasting (WRF) meteorological model was used to study this episode. The simulation results were integrated with various extensive meteorological and air quality observation databases for a detailed analysis of pollutant concentrations. This approach helped identify the causes of the episode, primarily linked to the convergence of polluted air masses from different origins. Through this work, the foundations have been established for its future application in a photochemical modeling study.