1. El estudio analizó episodios de alta concentración de ozono en Madrid en 2013 y 2014 con el objetivo de caracterizar las condiciones meteorológicas y de dispersión. 2. Los niveles más altos de ozono suelen registrarse en puntos intermedios al noreste y este de Madrid, adonde se transporta la pluma urbana siguiendo corrientes predominantes. 3. El transporte de la pluma realiza un barrido horario por el arco norte de Madrid, alcanzando con frecuencia Alcalá de Henares y Orusco, y

1. Problemática regional de la contaminación
por ozono troposférico
Compilación de resultados del proyecto CONOZE y del estudio
“Análisis de los episodios de Ozono en Madrid en julio de 2013 y 2014”
J.Jaime Diéguez (jjaime@ceam.es)
www.ceam.es
Jornada sobre Calidad del Aire y Ozono Troposférico Madrid, 4 Junio 2016

2. El objetivo de CONOZE (2014) fue mejorar el conocimiento de la situación del
ozono troposférico en España, de cara a la adopción de medidas de reducción
para este contaminante. Se trata de estudiar la respuesta del ozono a los
cambios en las emisiones en función de diferentes factores como tipo de
entorno, área geográfica, estacionalidad, etc.
El objetivo del estudio de los EPISODIOS DE OZONO EN MADRID (2015) en
julio de 2013 y 2014 fue la caracterización de las condiciones atmosféricas y
dispersivas que contribuyeron a estos episodios. Con ello se pretende avanzar
en la identificación de potenciales situaciones de niveles elevados de ozono en
Madrid en el futuro.
I. INTRODUCCIÓN

3. OZONO (O3)
• A nivel de la troposfera es un contaminante
secundario formado a partir de sus precursores,
NOx y COVs, en presencia de radiación solar.
• Contaminante a escala global, con mayor impacto
en determinadas regiones, y fundamentalmente
en primavera y verano.
• Se trata además de un GEI, el tercero en
importancia después de CO2 y CH4 por su
forzamiento radiativo.
La reducción de sus concentraciones es particularmente compleja debido a:
- La variedad de fuentes y especies precursoras (COVs origen natural y antropogénico).
- La química del ozono, altamente No lineal.
- El tiempo de residencia (medio-alto) del ozono en la atmósfera.
I. INTRODUCCIÓN
Concentración promedio de ozono en superficie para el mes
de Julio (1-4 p.m) con el modelo GEOS-CHEM. Fuente: OMS
Ozono y salud. Informe REVIHAAP (OMS, 2013):
• Efectos probados sobre la morbilidad y mortalidad cardiorrespiratoria debido a la exposición
al ozono a corto y también a largo plazo.
• No se ha identificado para el ozono un umbral por debajo del cual se puedan descartar
efectos sobre la salud.

4. Directiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo y del Consejo relativa a la calidad del aire y a
una atmosfera más limpia en Europa, y Directiva 2004/107/CE relativa a arsénico, cadmio…
Objetivos Generales:
• Definir objetivos de calidad del aire
• Evaluar con métodos y criterios comunes
• Informar sobre la calidad del aire a los ciudadanos
• Implementar planes donde no se cumplan los objetivos
Real Decreto 102/2011 relativo a la mejora de la calidad del aire
Transposición
I. INTRODUCCIÓN: MARCO LEGAL DE LA CALIDAD DEL AIRE
OZONO
PSH Valor Objetivo: 120 µg/m3 (max m8h) 25 días/año
Objetivo a largo plazo: 120 µg/m3 (max m8h) por año
PV: Valor Objetivo: 18000 µg/m3. h (AOT40 Mayo-Julio)
Objetivo a largo plazo: 6000 µg/m3. h (AOT40 Mayo-Julio)

5. I. INTRODUCCIÓN: INFORMES AEMA

6. I. INTRODUCCIÓN: OZONO Y CAMBIO CLIMÁTICO
Fuente: European Topic Centre on
Air pollution and Climate change
mitigation (ETC/ACM)

7. TRANSPORTE
EMISIONES
TRANSPORTE
DEPOSICIÓN
INTERCAMBIO
VERTICAL
TRANFORMACIONES
QUÍMICAS
Q(t+1)=Q(t) + Pa - Pe
Procesos aporte / formación
Procesos eliminación
Elementos que determinan las concentraciones de contaminantes
1. Distribución y tasa de emisiones
2. Procesos físico-químicos en la atmósfera
• Dispersión
• (Foto)química de contaminantes
Transporte horizontal (escala sinóptica, mesoescala, local…)
Mezcla vertical (Turbulencia térmica y mecánica)
La forma en que se combinan estos elementos en cada punto depende de múltiples factores:
tipo de entorno (urbano/rural/industrial), posición y distancia respecto a fuentes de emisión,
situación meteorológica, orografía, día de la semana, hora del día, estación del año…
I. INTRODUCCIÓN: DINAMICA DEL OZONO. FACTORES

8. I. INTRODUCCIÓN: QUÍMICA NO LINEAL DEL OZONO
Diagrama EKMA
(Fuente: Dodge, 1977)
O3
ONONO2
O2
h Ozono en equilibrio
dinámico
O2
R•RO2• RHRO•
H2O
OH•
Producción neta de Ozono
O2
“Efecto fin de semana” Tendencias positivas en entornos urbanos

9. I. INTRODUCCIÓN: QUIMICA + TRANSPORTE HORIZONTAL
En el transporte de la pluma urbana se transita
de condiciones VOCs-limitadas a condiciones
NOx-limitadas.
Dependiendo de la composición de la pluma, la
velocidad del viento y de la intensidad de la
radiación solar en algún punto intermedio se
produce el máximo de concentración.
30 km
Derwent & Davies,1994

10. I. INTRODUCCIÓN: TRANSPORTE VERTICAL
Mezcla vertical en la capa límite: ciclo de formación de
la capa de mezcla y desacople nocturno
La turbulencia térmica/mecánica generada por la interacción con
el terreno mezcla la composición química en toda la capa límite
(capa de mezcla)

11. Los episodios de ozono mas importantes
y persistentes en el País Vasco en el
periodo 1995-1998 coinciden con vientos
del este y noreste forzados por las altas
presiones en el centro de Europa.
(Gangoiti et al, 2002)
I. INTRODUCCIÓN: MOVIMIENTOS A MAYOR ESCALA
Transporte a larga distancia en la costa cantábrica

12. Contribuciones diarias al ozono en un
emplazamiento rural del sur de Inglaterra.
Cálculos en base a simulaciones de modelo
En otras latitudes …
Informe, 2009
I. INTRODUCCIÓN: MOVIMIENTOS A MAYOR ESCALA
(Derwent, 2008)

13. I. INTRODUCCION: PROCESOS DE RECIRCULACIÓN / ACUMULACIÓN
Circulaciones de mesoescala en la costa mediterránea bajo
condiciones anticiclónicas de primavera y verano.
Dan lugar a la formación de estratos de contaminantes en
altura. La persistencia de esta situación durante varios días
provoca la RECIRCULACIÓN de la masa aérea y la
ACUMULACIÓN de contaminantes como el ozono.
En la Comunidad Valenciana
las superaciones del U.I. (180
µg/m3) suelen ocurrir al final
de ciclos de acumulación de 3-
9 días.
Millan, M. et al 1996, 1997

14. I. INTRODUCCION: CONTRIBUCIONES A LOS NIVELES DE OZONO
ADVECCIÓN DESDE
ZONAS VECINAS
PRODUCCIÓN LOCAL
NETA
FONDO
REGIONAL
FONDO
HEMISFÉRICO
ORIGEN NO
(FÁCILMENTE)
IDENTIFICABLE
ORIGEN
IDENTIFICABLE
PRODUCCION A PARTIR
DE EMISIONES DEL DIA
[O3]
La cantidad relativa de cada componente varía en el espacio y en el tiempo debido a:
• Latitud, posición relativa a las fuentes de emisión, tipo de entorno, altitud ...
• Evolución diaria y estacional, situación meteorológica …
Medidas de reducción en
área fuente
(PLAN/ES LOCAL/ES)
Coop. internacional
Medidas de reducción a
escala Nacional
(PLAN NACIONAL)
MEDIDAS DE REDUCCIÓN

15. II. CONOZE
Contaminación por OZono en España
Proyecto cofinanciado por la Fundación Biodiversidad (2013)

16. Nº Estaciones automáticas: 1995-2012: 855 Tot. / 643 ozono
2012: 517 Tot. / 454 ozono
Datos horarios de contaminantes: SO2, CO, NOx, O3, PMs,
y variables meteorológicas: DIR, VEL, TEM, RAD, PLU, PRE
II. CONOZE: BASE DE DATOS

17. II. CONOZE: DISTRIBUCIÓN DE SUPERACIONES
Protección Vegetación
2008 - 2012
Protección Salud Humana
2010 - 2012
Superaciones generalizadas en
todo el territorio, excepto la
cornisa cantábrica.
Las zonas mas afectadas se
encuentran a sotavento de las
grandes áreas urbanas.
Patrón estacional característico.

18. II. CONOZE: FACTORES CLIMÁTICOS-METEOROLÓGICOS
Selección 148 estaciones representativas

19. II. CONOZE: FACTORES CLIMÁTICOS-METEOROLÓGICOS

20. II. CONOZE: TRANSPORTE EN CUENCAS AÉREAS (BARCELONA)
Transporte de la pluma del AM de
Barcelona hacia el Norte, a través de
la Plana de Vic y Valle de Llobregat

21. Transporte de la pluma del AM de
Madrid hacia el norte, siguiendo un
“barrido” en sentido horario
II. CONOZE: TRANSPORTE EN CUENCAS AÉREAS (MADRID)

22. II. CONOZE: PATRÓN SEMANAL DE SUPERACIONES

23. PROMEDIO P-V MMX>120 P-V (CRÓNICO) MX>180 P-V (EPISÓDICO)
VIC
ALGETE
VILLAR
II. CONOZE: FONDO VS. PRODUCCION LOCAL

24. Reducción de ozono en las áreas de influencia debido a la reducción del tráfico los fines de
semana. Alrededor del 4% en Barcelona (con un máximo del 8% en Pardines), y del 3.5% en
Madrid (con un máximo del 5% en El Atazar) …
II. CONOZE: FIN DE SEMANA - POTENCIAL DE REDUCCIÓN
… a costa de un incremento del 35% en Barcelona y del 11% en Madrid en las estaciones urbanas

25. Selección 72 estaciones:
• Operativas en 2012
• Al menos con 10 años de datos
• Cobertura geográfica y por tipo de entorno
II. CONOZE: TENDENCIAS 2000 - 2012
EMISIONES
CALIDAD DEL AIRE
Niveles NO2 decrecen ¿y O3?...

26. II. CONOZE: TENDENCIAS 2000 - 2012
Las concentraciones de ozono aumentan ligeramente en entornos urbanos y apenas
descienden en áreas rurales.

27. 1. Las redes automáticas de vigilancia de la calidad del aire son el principal instrumento para la
evaluación de la calidad del aire, y tienen además otras aplicaciones en el análisis de la
dinámica de contaminantes, en la caracterización de escenarios, y en el seguimiento de los
planes de mejora de la calidad del aire.
2. Las situación crónica de ozono (MM8h>120 µg/m3) a la que se atribuye efectos sobre la salud
a largo plazo, afecta a gran parte del territorio con una importante contribución de fondo que
limita el margen de reducción en base a medidas locales. Para ello se requieren medidas
complementarias a escala nacional e internacional.
3. Las situaciones episódicas de ozono (MH>180 µg/m3) a las que se atribuyen efectos a la salud
a corto plazo, afectan especialmente a zonas a sotavento de grandes áreas urbanas, y pueden
ser mitigadas con medidas a nivel local actuando sobre las emisiones que las originan.
4. La reducción en la emisión de precursores en los últimos años se empieza a trasladar al ozono,
que muestra una ligera tendencia negativa en las áreas rurales, más acusadas en verano.
Como contrapartida se observa una tendencia positiva en entornos urbanos. En el diseño de
las medidas de reducción habrá que tener en cuenta esta respuesta indeseable en áreas
urbanas.
II. CONOZE: CONCLUSIONES

28. III. ANÁLISIS DE LOS EPISODIOS DE OZONO EN
MADRID EN JULIO DE 2013 Y 2014…(Y 2015)
Estudio realizado para el Ayuntamiento de Madrid (2015)

29. III. EPISODIOS MADRID: ENTORNO Y DISTRIBUCIÓN DE PUNTOS
Nº ESTACIONES DE OZONO
2014: 37 ( 23 COM+14 AYM)
TOTAL 96-14: 74
AMM: 5,9M hab. (INE, 2015)
2,8M turismos (IECM, 2014)

30. III. EPISODIOS MADRID: CICLO DIARIO Y ESTACIONAL
COM.MADRID AY.MADRID
DISTRIBUCIÓN MENSUAL DE SUPERACIONES 2010-2014
µg/m3µg/m3
DIR 2008/50/CE – R.D. 102/2011: V.O.= 120 µg/m3 (m8h) 25/año max. U.I.= 180 µg/m3 mh

31. III. EPISODIOS MADRID: DISTRIBUCIÓN SUP. (Promedio 2010-2014)
Com. Madrid: Superaciones preferentemente al norte y al
este del AMM.
>=1 días sup/año 180 mh>25 sup/año 120 m8h
>=2 días sup/año 180 mh>50 sup/año 120 m8h
Umbral de alertaValor Objetivo
Madrid: Superaciones preferentemente en la
periferia de la mitad norte.

32. III. EPISODIOS MADRID: TRANSPORTE DE LA PLUMA DE MADRID
Primavera-Verano
NOCHE: Drenaje del NE siguiendo el desnivel del Henares-Jarama
DIA: Componente SE girando a SO a lo largo del día.
2013
2014

33. En primavera-verano el transporte de la pluma de Madrid realiza un “barrido” en sentido horario
por el arco norte. Los niveles máximos se registran habitualmente en puntos intermedios de
recorrido: Guadalix, El Atazar, Algete, y con frecuencia alcanzan Alcalá de Henares y Orusco.
III. EPISODIOS MADRID: DINÁMICA DEL OZONO EN LA CUENCA
El transporte de la pluma de Madrid se ha documentado en los años 90, en trabajos vinculados a los
proyectos MECAPIP, RECAPMA, SECAP (Millán M. et al. 1992; Plaza, J. et al. 1997)

34. III. EPISODIOS MADRID: TENDENCIAS Y EFECTO FIN DE SEMANA
Farolillo
(Farolillo)
El efecto no lineal se manifiesta
más claramente en las estaciones
más próximas al tráfico (E. Aguirre,
Fdez. Ladreda…), y apenas en las
estaciones de la periferia más
alejadas del tráfico como El Pardo
Tendencias positivas en todas las
estaciones urbanas de Madrid en
el periodo 2000-2012

35. III. EPISODIOS MADRID: 7-9 JULIO 2013. DATOS REDES CA
RED CA Ayuntamiento Madrid
RED CA Comunidad Madrid
J V S D L M X J
Farolillo
Ladreda

36. III. EPISODIOS MADRID: 7-9 JULIO 2013. COND. METEOROLOGICAS
A partir de la jornada del 6 de Julio un centro de altas presiones se sitúa en posición de
bloqueo, sobre la Islas Británicas, reforzándose durante las siguientes jornadas. A la vez
una profunda dorsal en niveles altos, a la altura aproximada de la P.I., prolonga una
masa de aire africana provocando un importante episodio de calor.
Los perfiles verticales muestran una importante inversión de subsidencia en torno al nivel
de 1500 m, que se mantiene durante todo el periodo.

37. 7-9 Julio de 2013: Combinación: Tmax ~ 40º y L<< en todo el periodo
III. EPISODIOS MADRID: 7-9 JULIO 2013. CONDICIONES DISPERSIÓN
TempºC
(mh)
L
S α
L: recorrido neto
S: recorrido total
α: ángulo dir.
O3µg/m3
(mh)AlfaS(Km.)L(Km.)
Farolillo

38. III. EPISODIOS MADRID: 7-9 JULIO 2013: ANÁLISIS REDES DIA 8
GUADALIX
El desacoplamiento de dos masas aéreas el día 8 provoca que las
concentraciones en El Atazar y Guadalix comiencen a descender a partir
de las15 h. Mientras en puntos próximos al AMM las concentraciones se
disparan.
07/07/2013
08/07/2013
09/07/2013
Farolillo
Ladreda
Farolillo
Ladreda

39. III. EPISODIOS MADRID: 7-9 JULIO 2013. MODELIZACIÓN VIENTOS DÍA 8

40. III. EPISODIOS MADRID: 26-27 JULIO 2014. DATOS REDES CA
RED CA- AYM
RED CA- CM
V S D LJXM M
Farolillo
Ladreda
Ladreda
Farolillo

41. III. EPISODIOS MADRID: 26-27 JULIO 2014. COND. ATMOSFÉRICAS
Dominio de las altas presiones sobre todo el territorio peninsular, con presencia en altura una
dorsal, no muy intensa, que refuerza el carácter estable de las condiciones atmosféricas.
Los perfiles meteorológicos del observatorio de Madrid/Barajas muestran el confinamiento de
la masa aérea a gran escala a causa de una inversión no muy intensa en torno a los 1500 m.

42. III. EPISODIOS MADRID: 26-27 JULIO 2014. ANÁLISIS DÍA 26
Este episodio tiene en común con el de Julio de 2013 el hecho producirse en una situación de estabilidad
anticiclónica, y con un débil desarrollo de la circulación Sur. Sin embargo el análisis de toda la información
disponible no revela alteraciones significativas de la dinámica atmosférica que expliquen el episodio en los
mismos términos que el de 2013.
El comportamiento es compatible con una fumigación local de una masa de aire en altura cargada de ozono
y/o precursores, que durante la formación de la capa de mezcla impacta en superficie. Una vez en el suelo
esta masa de aire es transportada por un viento débil hacia el noreste, a la vez que se extiende por efecto de
la dispersión, afectando a otros puntos de la ciudad durante el recorrido.
Farolillo
Ladreda

43. El origen de este estrato en altura es difícil de
establecer. Podría tratarse de una emisión industrial
o accidental en algún punto al suroeste del AMM,
durante la madrugada o primeras horas de la
mañana del 26, y a unas temperaturas como para
alcanzar una altura de termalización relativamente
alta, de manera que la fumigación no se produce en
las primeras fases de formación de la capa de
mezcla, sino algo más tarde
En todo caso el estrato estaría situado por debajo de
los 750-1000 m, valores de la altura de la capa de
mezcla medidos por el SODAR a las 13:00 y 14:00
hora local (11:00 UTC).
III. EPISODIOS MADRID: 26-27 JULIO 2014. ANÁLISIS DÍA 26

44. El episodio del día 27 no estaría vinculado al accidente
del día anterior. Se enmarcaría en una situación de
niveles relativamente altos bajo fuerte estabilidad
atmosférica, y un débil desarrollo de la circulación del
sur, que no favorece la dispersión las emisiones del
AMM.
Las superaciones se registran en la periferia norte de la
capital (Barajas Pueblo y Tres Olivos), en puntos menos
afectados por el tráfico. La ocurrencia de superaciones
del U.I. en estos puntos es más probable que en los del
centro, donde la cercanía al tráfico contribuye a
moderar los niveles de ozono (salvo en ocasiones
extraordinarias como la del 7-9 Julio de 2013).
III. EPISODIOS MADRID: 26-27 JULIO 2014. ANÁLISIS DÍA 27
Farolillo
Ladreda

45. III. EPISODIOS MADRID: 11-15 JULIO 2015

46. • Ocasionalmente el patrón habitual de transporte de la pluma de Madrid en primavera-verano
es alterado por condiciones atmosféricas que pueden llegar a inhibir el transporte de la
pluma, manteniendo la masa aérea contaminada sobre el AMM, e incrementando las
concentraciones de ozono.
• Las series históricas muestran la no linealidad de la química del ozono en forma de “efecto
fin de semana” y tendencias positivas en las estaciones urbanas. Aunque no se ha
cuantificado la influencia de estos factores sobre episodios particulares, se trata sin duda de
elementos favorables a un mayor número de episodios de ozono en el entorno del AMM.
• Por otro lado el rediseño de la red 2010 mejora la vigilancia del ozono en la ciudad,
poniendo de manifiesto la distribución real de este contaminante, con los mayores niveles en
la periferia norte, hacia donde con más frecuencia se traslada la pluma (El Pardo, Tres
Olivos, Juan Carlos I y Barajas Pueblo, todas en esta zona, se instalaron en 2010).
III. EPISODIOS MADRID: CONCLUSIONES (I)

47. • Los episodios del 7-9 de Julio de 2013 se producen dentro de una situación de fuerte
estabilidad atmosférica, elevada insolación y temperaturas muy altas. En estos días se
observa un desarrollo muy débil de la circulación de viento, insuficiente para la dispersión
efectiva de las emisiones urbanas. El día 8, se ha documentado un desplazamiento hacia el
sur de la línea de convergencia de vientos, que provoca un incremento adicional de las
concentraciones en el AMM.
• El episodio del 26 de julio de 2014 también ocurre en una situación de estabilidad, aunque no
se aprecian alteraciones de la dinámica atmosférica que lo expliquen. Se trata de un episodio
peculiar en la hora (temprana), en la duración (muy corta), y en su evolución (trayectoria
diagonal SO-NE). Se atribuye a la fumigación de un estrato cargado de ozono que impacta en
superficie durante la formación de la capa de mezcla, y que posteriormente se traslada y
extiende en la superficie, afectando a las estaciones ubicadas en la trayectoria.
• El episodio del día 27 de julio de 2014 afectó a la periferia norte de la capital. En este caso los
registros alcanzados sí se asocian, como los de julio de 2013, a un desarrollo muy débil de la
circulación de viento S, que redujo drásticamente la dispersión. Este tipo de episodio se
considera más probable que el del 26 (atribuido a una emisión accidental), y también más
probable que los del 7-9 de julio de 2013, que fueron más agudos y duraderos, y que afectaron
a todo el área urbana.
III. EPISODIOS MADRID: CONCLUSIONES (II)

48. ¡Gracias por su atención!

52. Caso de Lorca:
Mayor número de superaciones del V.O. en 2012 en España (173 como promedio de 2010‐2012 )
Máximos diarios M8H O3 (2009)
Mínimos horarios diarios 2005-2012