Análisis de la variación de material particulado en Lima Metropolitana durante la pandemia de COVID-19 mediante normalización meteorológica

Abstract

La presente investigación se ha realizado con la finalidad de evaluar el impacto real que el aislamiento social obligatorio por COVID-19 tuvo sobre las concentraciones de PM10 y PM2.5 en Lima Metropolitana eliminando la influencia de las condiciones meteorológicas, mediante la aplicación de la técnica de normalización meteorológica. La normalización meteorológica de las concentraciones de PM10 y PM2.5 se aplicó en seis estaciones de la calidad del aire. Para ello, se construyeron modelos de bosque aleatorio que emplearon como variables explicativas variables meteorológicas y temporales. Las disminuciones más notorias se registraron al comparar las concentraciones observadas de la cuarentena del 2020 (19 mar.-30 abr.) con el promedio de las concentraciones del mismo periodo, pero de los 4 años anteriores (2016-2019). Al analizar las concentraciones normalizadas para los mismos periodos, la magnitud de las reducciones fue muy similar a lo hallado en la serie de datos observados, contrario a los hallazgos de otros autores quienes registraron disminuciones menos drásticas en los datos normalizados (Vu et al., 2019). Por otro lado, las reducciones menos drásticas en las concentraciones ocurrieron al comparar los valores de la cuarentena con el periodo pre-cuarentena del 2020. Aunque en este caso sí se identificaron diferencias notorias entre las series de datos observados y normalizados. Las concentraciones más bajas que se registraron en el año 2020 demuestran que el confinamiento social obligatorio tuvo un impacto positivo en la calidad del aire, específicamente en la reducción de la cantidad de partículas de PM10 y PM2.5. Sin embargo, la magnitud real del impacto de la cuarentena cuando se analizaron las concentraciones de PM10 sin la influencia de la meteorología en el periodo pre-cuarentena versus cuarentena fue ~10% menor de lo que inicialmente se había estimado en el análisis de los datos observados.

The purpose of this study was to evaluate the real effects of mandatory lockdown due to COVID-19 on PM10 and PM2.5 concentrations in the Lima Metropolitan area. The objective of this study was to use meteorological normalization technique to remove the impact of meteorological conditions. Meteorological normalization was applied to PM10 and PM2.5 data from six air quality stations. Random forest models were developed using meteorological parameters and temporal variables as predictors. The most significant declines in PM10 and PM2.5 concentrations were noted when comparing the observed values during the 2020 lockdown period (March 19–April 30) versus the average concentrations during the same period over the previous four years (2016-2019). When normalized concentrations were analyzed for the same periods, the magnitude of the reduction was very similar to the one in the observed data, contrary to other authors’ discoveries who found less drastic reductions in the normalized data (Vu et al., 2019). On the other hand, less pronounced decreases were noted when comparing the lockdown values with the pre-lockdown values in 2020, although, in this case, significant differences in the reduction were found when analyzing the observed and normalized data separately, specifically for PM10 concentrations. The lowest concentrations recorded in 2020 demonstrate that mandatory lockdown had a positive impact on air quality, specifically in reducing PM10 and PM2.5 concentrations. However, the actual magnitude of the lockdown's impact when PM10 concentrations were analyzed without the influence of meteorology in the 2020 pre-lockdown vs. lockdown periods was ~10% lower than initially estimated while evaluating observed data.