Análisis de la calidad del aire en Bogotá durante el periodo de incendios forestales en 2024 usando técnicas de teledetección

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

This study presents a comparison of carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO₂), tropospheric ozone (O₃), and sulfur dioxide (SO₂) levels detected by the TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) onboard the Sentinel-5P satellite during 2024, with a focus on the dates when wildfires associated with the El Niño phenomenon were recorded. The wildfires were identified using PlanetScope satellite imagery, from which spectral indices such as NDVI, BAI, NDWI, and OSAVI were calculated to detect areas with the greatest changes in land cover through the creation of multidimensional mosaics. Subsequently, the information obtained from TROPOMI images was compared with air quality data from monitoring stations operated by the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM) using interpolation methods to generate digital difference maps. The analysis revealed that CO and NO₂ exhibited similar patterns in both TROPOMI data and IDEAM monitoring station data. In contrast, O₃ showed a very stable behavior with no significant variations in either data source. However, SO₂ did not display a consistent pattern or clear trend across the two datasets. The results of this study highlight the usefulness of applying spectral indices to Planet imagery for delineating areas affected by wildfires and emphasize the importance of integrating TROPOMI satellite measurements with ground-based data to achieve a more comprehensive understanding of air quality during wildfire events.

Descripción

El presente estudio presenta una comparación de los niveles de monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO₂), ozono troposferico(O₃) y dióxido de azufre (SO₂) detectados mediante el sensor TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) del programa Sentinel-5P durante el año 2024, con enfoque en las fechas en que se registraron incendios forestales asociados al fenómeno del niño. Los incendios forestales se identifican mediante el uso de imágenes satelitales PlanetScope a las cuales se les calcula los índices espectrales NDVI, BAI, NDWI y OSAVI para identificar las zonas en donde se dio un mayor cambio en la cobertura terrestre mediante mosaicos multidimensionales. Seguido de esto se compara la información en las imágenes TROPOMI con la información obtenida por las estaciones de monitoreo de calidad del aire del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) mediante la interpolación de estas mismas para obtener mapas de diferencia de niveles digitales. Gracias a este análisis se concluye que los gases CO y NO₂ presentan un comportamiento similar tanto en los datos de las imágenes TROPOMI como en los datos de las estaciones de monitoreo del IDEAM. A su vez, el O₃ presento un comportamiento muy estable sin grandes variaciones para ambas fuentes de información. En cambio, para el SO₂ no se observó un comportamiento similar ni una tendencia marcada entre ambos grupos de datos. Los resultados de este estudio resaltan la utilidad de usar índices espectrales en las imágenes Planet para delimitar las zonas afectadas por los incendios forestales y adicional, destacan la importancia de integrar mediciones satelitales TROPOMI con información terrestre para obtener una visión y análisis más completo de la calidad del aire en escenarios de incendios forestales.

Palabras clave

Calidad del aire, Contaminación, Incendios forestales, Sentinel-5P, PlanetScope, TROPOMI

Materias

Ingeniería Catastral y Geodesia -- Tesis y disertaciones académicas , Calidad del aire -- Bogotá , Incendios forestales , Detección a distancia , Monóxido de carbono -- Medición

Citación