Influencias de las variables climáticas y geográficas en la calidad del aire (MP10) de ciudades del mundo.

Abstract

La atmósfera es el medio esencial para la sobrevivencia de la especie humana, sin embargo la contaminación atmosférica que afecta a gran parte de las ciudades del mundo está asociada a una serie de enfermedades como el asma, la bronquitis, pérdidas de funciones pulmonares e incluso la muerte. La contaminación atmosférica es la alteración de la composición natural de la atmósfera debido a la suspensión de material particulado derivado tanto de fuentes humanas como naturales. Estas partículas se pueden clasificar de acuerdo a su tamaño en: partículas de diámetro menor 2,5 μm, simbolizado como MP2,5, y partículas cuyo diámetro es menor 10 μm, simbolizado como MP10. Estudios locales han indicado que la concentración de MP10 podría estar influenciada por variables climáticas (como temperatura media anual, velocidad media máxima del viento, precipitación media anual), geográficas (número de habitantes) y vegetacionales (NDVI), sin embargo el análisis de dichas relaciones no se ha desarrollado a una escala global. En este contexto el presente estudio, busca determinar la relación entre variables climáticas, geográficas y vegetacionales con el MP10 en ciudades distribuidas en distintas zonas climáticas del mundo. Los resultados indican que las variables con mejores correlaciones con la concentración de material particulado son: Población (valor p<0,001 y ρ = 0,4), Precipitación media anual (valor p<0,001 y ρ = -0,3), Latitud (valor p<0,001 y ρ = -0,5), y NDVI (valor p<0,001 y ρ = -0,3). Se concluye que las variables que mejor explican la concentración de MP10 en cada ciudad dependen altamente de zona geográfica en que éstas se ubican y consecuentemente del clima y vegetación preponderante. Finalmente, es importante notar que de acuerdo a la relación existente entre cobertura vegetal y MP10, futuros planes para prevenir la contaminación atmosférica debiesen considerar elementos como reforestación y aumento de áreas verdes.

The atmosphere is essential for life and human survival. However, the atmospheric pollution that affects the majority of cities of the world is related to several diseases such as asthma, bronchitis, loss of lung function and even death. The atmospheric pollution is defined as the alteration of the natural composition of the atmosphere, related to particulate material arisen from anthropogenic and natural sources. These particles can be classified according to their size in: particles with diameter less than 2.5 μm, symbolized as PM2.5, and particles with diameter less than 10 μm, symbolized as PM10. Local studies have indicated that PM10 concentration could be influenced by climatic variables (such as average annual temperature, average maximum wind speed, mean annual average), geographical (number of inhabitants) and vegetational (NDVI). To date, there are not studies that assess the aforementioned relationships at a global scale. In this context, this project seeks to identify the relationship between climatic, geographical and vegetational variables with the PM10 concentration in thousands of cities located in different climatic zones of the world. The results indicate that the variables that better explain the amount of particulate material in the analyzed cities are: Population (p value <0.001 and ρ = 0.4), Mean annual precipitation (p value <0.001 and ρ = -0.3), Latitude (p value <0.001 and ρ = -0.5), NDVI (p value <0.001 and ρ = -0.3). In conclusion, the variables that better explain the PM10 concentration in each city highly depend on the geographical location of the city, and as a consequence on its climate and vegetational characteristics. Finally, it is important to note that considering the important relationship between the NDVI and PM10 concentration, future management plans to reduce atmospheric pollution should take into account elements such as reforestation and improving urban green spaces.