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Intraseasonal characterization of tropospheric O3 in the North of the Buenos Aires Province: determining four months cycle and teleconnection evidence

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Resumen

Tropospheric ozone (O3T) is a secondary pollutant whose formation involved primarily solar radiation, NOx and volatile organic compounds. The North of the Buenos Aires Province (Argentina), has great agricultural-industrial activity; therefore, O3T study is an important issue in the area. In this paper, we present the first results tend to estimate and characterize O3T in San Nicolás de los Arroyos, North of Buenos Aires. Due to a lack of in situ data, we analyse the observations of the instrument OMI (Ozone Monitoring Instrument) of land remote sensing satellite AURA (GSFC/NASA). The data cover the years 2004- 2013. Applying the multitaper technique (MTM), very suitable for short and noisy data series, spectral analysis is performed on a grid corresponding 1° in latitude by 1.5° in longitude, centred South of the Province of Santa Fe. The most remarkable result is the emergence of a significant peak (95%) of four months cycle. To test the validity of this signal in San Nicolás, daily solar radiation data (Q) were analysed in the area. The application of MTM to the daily values of Q, yields a spectral peak of 120 days. It is concluded that atmospheric opacity on the site has four months variations that modify the solar radiation at the troposphere and consequently, the production rate of O3T. Evidence that these variations are due to teleconnection process originated in the Maritime Continent are presented.

El ozono troposférico (O3T) es un contaminante secundario en cuya formación intervienen principalmente la radiación solar, NOx y compuestos orgánicos volátiles. El norte de la Provincia de Buenos Aires (Argentina) presenta gran actividad agrícola-industrial por lo tanto, el estudio de O3T es un tema importante en la zona. En este trabajo se presentan los primeros resultados tendientes a estimar y caracterizar O3T en San Nicolás de los Arroyos, norte de Buenos Aires. Careciéndose de datos obtenidos in situ, se analizan las observaciones del instrumento OMI (Ozone Monitoring Instrument) del satélite de teleobservación terrestre AURA (GSFC/NASA). Los datos cubren los años 2004-2013. Aplicando la técnica de multitaper (MTM), muy adecuada para series cortas y ruidosas, se realiza el análisis espectral correspondiente sobre una grilla de 1° en latitud por 1,5° en longitud, centrada en el sur de la Provincia de Santa Fe. El resultado más notable es la aparición de un pico significativo (al 95 %) de periodicidad cuatrimestral. Para contrastar la validez de esta señal en San Nicolás, se analizaron datos de radiación solar diaria Q obtenidos en la zona. La aplicación de MTM a los valores diarios de Q, arroja un pico espectral de 120 días (con menor potencia). Se concluye que la opacidad atmosférica del lugar presenta variaciones cuatrimestrales que modifican la radiación solar a nivel de la troposfera y en consecuencia la tasa de producción de O3T. Se discuten diferentes mecanismos relacionados con el origen de este fenómeno.

Palabras clave
ozono troposférico
contaminantes secundarios
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