Published January 9, 2024 | Version v1
Publication Open

Latitudinal and temporal distribution of aerosols and precipitable water vapor in the tropical Andes from AERONET, sounding, and MERRA-2 data

Creators

  • 1. Universidad San Francisco de Quito
  • 2. Science Systems and Applications (United States)
  • 3. Instituto Geofísico del Perú
  • 4. Higher University of San Andrés
  • 5. Universidad Nacional de Colombia

Description

Abstract The aerosol and precipitable water vapor (PW) distribution over the tropical Andes region is characterized using Aerosol Robotic Network (AERONET) observations at stations in Medellin (Colombia), Quito (Ecuador), Huancayo (Peru), and La Paz (Bolivia). AERONET aerosol optical depth (AOD) is interpreted using PM 2.5 data when available. Columnar water vapor derived from ozone soundings at Quito is used to compare against AERONET PW. MERRA-2 data are used to complement analyses. Urban pollution and biomass burning smoke (BBS) dominate the regional aerosol composition. AOD and PM 2.5 yearly cycles for coincident measurements correlate linearly at Medellin and Quito. The Andes cordillera's orientation and elevation funnel or block BBS transport into valleys or highlands during the two fire seasons that systematically impact South America. The February–March season north of Colombia and the Colombian-Venezuelan border directly impacts Medellin. Possibly, the March aerosol signal over Quito has a long-range transport component. At Huancayo and La Paz, AOD increases in September due to the influence of BBS in the Amazon. AERONET PW and sounding data correlate linearly but a dry bias with respect to soundings was identified in AERONET. PW and rainfall progressively decrease from north to south due to increasing altitude. This regional diagnosis is an underlying basis to evaluate future changes in aerosol and PW given prevailing conditions of rapidly changing atmospheric composition.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة يتميز توزيع الهباء الجوي وبخار الماء المترسب على منطقة الأنديز الاستوائية باستخدام ملاحظات شبكة الهباء الجوي الروبوتية (AERONET) في محطات في ميديلين (كولومبيا) وكيتو (الإكوادور) وهوانكايو (بيرو) ولا باز (بوليفيا). يتم تفسير العمق البصري للهباء الجوي (AOD) باستخدام بيانات PM 2.5 عند توفرها. يستخدم بخار الماء العمودي المشتق من سبر الأوزون في كيتو للمقارنة مع AERONET PW. تُستخدم بيانات MERRA -2 لاستكمال التحليلات. يسيطر التلوث الحضري ودخان حرق الكتلة الحيوية (BBS) على تكوين الهباء الجوي الإقليمي. ترتبط دورات AOD و PM 2.5 السنوية للقياسات المتزامنة خطيًا في ميديلين وكيتو. قمع توجيه وارتفاع جبال الأنديز كورديليرا أو منع نقل BBS إلى الوديان أو المرتفعات خلال موسمي الحرائق اللذين يؤثران بشكل منهجي على أمريكا الجنوبية. يؤثر موسم فبراير- مارس شمال كولومبيا والحدود الكولومبية الفنزويلية بشكل مباشر على ميديلين. من المحتمل أن تحتوي إشارة الهباء الجوي لشهر مارس فوق كيتو على مكون نقل بعيد المدى. في Huancayo و La Paz، يزداد AOD في سبتمبر بسبب تأثير BBS في الأمازون. ترتبط بيانات AERONET PW وبيانات السبر خطيًا ولكن تم تحديد تحيز جاف فيما يتعلق بعمليات السبر في AERONET. تنخفض المياه الصالحة للشرب والأمطار تدريجياً من الشمال إلى الجنوب بسبب زيادة الارتفاع. يعد هذا التشخيص الإقليمي أساسًا أساسيًا لتقييم التغيرات المستقبلية في الهباء الجوي و PW نظرًا للظروف السائدة للتكوين الجوي سريع التغير.

Translated Description (French)

Résumé La distribution des aérosols et de la vapeur d'eau précipitable (PW) dans la région tropicale des Andes est caractérisée à l'aide d'observations du réseau robotique d'aérosols (AERONET) dans les stations de Medellín (Colombie), Quito (Équateur), Huancayo (Pérou) et La Paz (Bolivie). La profondeur optique des aérosols (AOD) d'AERONET est interprétée à l'aide des données PM 2,5 lorsqu'elles sont disponibles. La vapeur d'eau en colonne dérivée des sondages à l'ozone à Quito est utilisée pour comparer avec AERONET PW. Les données MERRA-2 sont utilisées pour compléter les analyses. La pollution urbaine et la fumée de combustion de la biomasse (BBS) dominent la composition régionale des aérosols. Les cycles annuels AOD et PM 2,5 pour les mesures coïncidentes sont en corrélation linéaire à Medellin et Quito. L'orientation et l'élévation de la cordillère des Andes empêchent le transport du BBS dans les vallées ou les hautes terres pendant les deux saisons des incendies qui ont systématiquement un impact sur l'Amérique du Sud. La saison février-mars au nord de la Colombie et la frontière colombo-vénézuélienne ont un impact direct sur Medellin. Peut-être que le signal aérosol de mars sur Quito a une composante de transport à longue distance. À Huancayo et La Paz, l'AOD augmente en septembre en raison de l'influence du BBS en Amazonie. AERONET PW et les données de sondage sont en corrélation linéaire, mais un biais sec par rapport aux sondages a été identifié dans AERONET. Le PW et les précipitations diminuent progressivement du nord au sud en raison de l'altitude croissante. Ce diagnostic régional est une base sous-jacente pour évaluer les changements futurs dans les aérosols et les PW compte tenu des conditions actuelles de composition atmosphérique changeant rapidement.

Translated Description (Spanish)

Resumen La distribución de aerosoles y vapor de agua precipitable (PW) sobre la región de los Andes tropicales se caracteriza utilizando Aerosol Robotic Network (AERONET) en estaciones de Medellín (Colombia), Quito (Ecuador), Huancayo (Perú) y La Paz (Bolivia). La profundidad óptica del aerosol (AOD) de AERONET se interpreta utilizando datos de PM 2.5 cuando están disponibles. El vapor de agua columnar derivado de los sondeos de ozono en Quito se utiliza para comparar con AERONET PW. Los datos de MERRA-2 se utilizan para complementar los análisis. La contaminación urbana y el humo que quema biomasa (BBS) dominan la composición regional de aerosoles. Los ciclos anuales de AOD y PM 2.5 para mediciones coincidentes se correlacionan linealmente en Medellín y Quito. La orientación y elevación de la cordillera de los Andes canaliza o bloquea el transporte de BBS hacia valles o tierras altas durante las dos temporadas de incendios que afectan sistemáticamente a América del Sur. La temporada febrero-marzo al norte de Colombia y la frontera colombo-venezolana impacta directamente en Medellín. Posiblemente, la señal de aerosol de marzo sobre Quito tiene un componente de transporte de largo alcance. En Huancayo y La Paz, la AOD aumenta en septiembre debido a la influencia de BBS en la Amazonía. AERONET PW y los datos de sondeo se correlacionan linealmente, pero se identificó un sesgo seco con respecto a los sondeos en AERONET. El PC y las precipitaciones disminuyen progresivamente de norte a sur debido al aumento de la altitud. Este diagnóstico regional es una base subyacente para evaluar los cambios futuros en aerosol y PW dadas las condiciones prevalecientes de composición atmosférica rápidamente cambiante.

Files

s41598-024-51247-9.pdf.pdf

Files (5.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f860e9f5964c15892d6f7bfe8936abfe
5.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوزيع العرضي والزماني للهباء الجوي وبخار الماء المترسب في جبال الأنديز الاستوائية من بيانات AERONET والسبر و MERRA -2
Translated title (French)
Répartition latitudinale et temporelle des aérosols et de la vapeur d'eau précipitable dans les Andes tropicales à partir des données AERONET, Sounding et MERRA-2
Translated title (Spanish)
Distribución latitudinal y temporal de aerosoles y vapor de agua precipitable en los Andes tropicales a partir de datos de AERONET, sondeo y MERRA-2

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4390731032
DOI
10.1038/s41598-024-51247-9

Is supplement to
https://openalex.org/W4361852226 (Other)
https://openalex.org/W4205782423 (Other)
https://openalex.org/W4200122158 (Other)
https://openalex.org/W3092143259 (Other)
https://openalex.org/W3003726796 (Other)
https://openalex.org/W2811450152 (Other)
https://openalex.org/W2810107952 (Other)
https://openalex.org/W2389782634 (Other)
https://openalex.org/W2134220513 (Other)
https://openalex.org/W2050734450 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ecuador

References

  • https://openalex.org/W1485504984
  • https://openalex.org/W1533261678
  • https://openalex.org/W1972245569
  • https://openalex.org/W1979268012
  • https://openalex.org/W1986508364
  • https://openalex.org/W1993814425
  • https://openalex.org/W2005162015
  • https://openalex.org/W2042022771
  • https://openalex.org/W2050250373
  • https://openalex.org/W2074711828
  • https://openalex.org/W2086153848
  • https://openalex.org/W2087927261
  • https://openalex.org/W2089242907
  • https://openalex.org/W2089433206
  • https://openalex.org/W2103218963
  • https://openalex.org/W2127938786
  • https://openalex.org/W2165903209
  • https://openalex.org/W2394545481
  • https://openalex.org/W2416741342
  • https://openalex.org/W2493106325
  • https://openalex.org/W2546910943
  • https://openalex.org/W2562906211
  • https://openalex.org/W2611772571
  • https://openalex.org/W2674884973
  • https://openalex.org/W2735906728
  • https://openalex.org/W2738827639
  • https://openalex.org/W2765497314
  • https://openalex.org/W2885076146
  • https://openalex.org/W2890236410
  • https://openalex.org/W2895998656
  • https://openalex.org/W2900079142
  • https://openalex.org/W2914722439
  • https://openalex.org/W2946269013
  • https://openalex.org/W2979561857
  • https://openalex.org/W2988480445
  • https://openalex.org/W2997539118
  • https://openalex.org/W2999517895
  • https://openalex.org/W3003837955
  • https://openalex.org/W3048504920
  • https://openalex.org/W3080368407
  • https://openalex.org/W3119134931
  • https://openalex.org/W3179579362
  • https://openalex.org/W3188138624
  • https://openalex.org/W4225479925
  • https://openalex.org/W4229016339
  • https://openalex.org/W4295078992
  • https://openalex.org/W4297183537
  • https://openalex.org/W4297922208
  • https://openalex.org/W4310261119
  • https://openalex.org/W4310337927
  • https://openalex.org/W4312593203
  • https://openalex.org/W4382361947
  • https://openalex.org/W4386264233