La temperatura tiene una relación directa con la concentración de ozono. Las altas temperaturas y radiación solar favorecen las reacciones fotoquímicas en las que  se forma el ozono troposférico.

El ICAyCC en colaboración con SECTEI se investigo los efectos en la temperatura de superficie de diferentes coberturas de suelo en la Ciudad de México para entender mejor la problemática de contaminación por ozono y sus precursores.

Por lo general, en zonas urbanas la temperatura es mayor en comparación a las zonas rurales aledañas, este fenómeno se debe a que grandes edificios y calles de asfalto convierten la radiación solar absorbida en calor, además, los materiales empleados en las construcciones poseen una alta capacidad calorífica que permiten absorber y retener más energía solar que la vegetación.

Para reforzar esta investigación, se realizó un estudio de temperatura de superficie en macro escala mediante el análisis de datos satelitales y mediciones en campo en ZMVM.

Objetivo general

Mejorar las estimaciones espaciotemporales de la temperatura superficial para la ZMVM y evaluar los efectos del tipo de cobertura en el clima térmico urbano.

3.1 Objetivos específicos

1. Caracterizar los patrones espaciales de la TS en diferentes horas durante el día y la noche con una alta resolución espacial (70 m x 70 m) para la ZMVM durante la temporada de ozono.
2. Generar bases de información de la temperatura de superficie y del aire, a partir de mediciones directas en azoteas verdes semi-intensivas y convencionales. Cuantificar el efecto de azoteas verdes semi-intensivas en la temperatura superficial y la temperatura del aire durante la temporada seca y de lluvias, llevando a cabo una comparación con azoteas convencionales con impermeabilización roja y gris/blanca.

Metodos

Se caracterizó la variabilidad espacial y temporal de la TS en la ZMVM durante los meses de enero a junio de 2019 a 2023 con datos del sensor remoto ECOSTRESS. La Figura 1 muestra una ilustración gráfica de los distintos pasos del preprocesamiento de los datos ECOSTRESS. 

Los datos del satélite se sometieron a un análisis de hotspots a tres escalas espaciales: ZMVM, CDMX, y alcaldías y municipios individuales para las horas en que la TS alcanza su mínimo (poco antes del amanecer) y máximo valor (alrededor de mediodía solar). 

Figura 1. Desarrollo del flujo de trabajo para obtener los datos de la misión ECOSTRESS.

Así mismo, se instalaron estaciones meteorológicas en dos azoteas verdes semi-intensivas y en dos azoteas con impermeabilizante rojo y gris/blanca. Durante la temporada de secas y lluvias del año 2023 se realizaron mediciones directas de TS, Taire, radiación de onda larga y corta, entrante y saliente, precipitación, dirección y velocidad del viento. Se cuantificó el efecto de las azoteas verdes en la TS y Taire comparándolas con las azoteas convencionales.

Figura 2. Medición de TS para la cubierta vegetal con Sedum dendroideum (izquierda), Echeveria elegans (centro) y Echeveria gibbiflora (derecha) durante el periodo noviembre-diciembre 2023 en la azotea verde semi-intensiva de instalación directa (AVd), INFONAVIT Barranca del Muerto, CDMX.

Los resultados del análisis de hotspots variaron según la escala espacial, aunque fueron consistentes a lo largo de los meses analizados. Durante el periodo antes del amanecer las TSs más altas se observaron en los municipios más urbanizados de la ZMVM; a escala de CDMX se concentraron en la zona centro de la ciudad y a nivel de alcaldías y municipios se ubicaron en zonas residenciales. Al mediodía solar, las TSs más altas se produjeron en los municipios de la ZMVM con suelos agrícolas, en las alcaldías de la zona norte y este de la CDMX y, a escala de alcaldía y municipio, en zonas con uso de suelo industrial y comercial, así como en zonas con suelo descubierto o de escasa vegetación. Las mediciones in situ mostraron que al mediodía solar, las TSs de las azoteas semi-intensivas fueron en promedio un 25% y 43% más bajas, respectivamente, que la TS de la azotea con impermeabilizante rojo. En contraste, la TS de la azotea con impermeabilizante gris/blanca fue solo un 6% más baja que la de la azotea roja. A pesar que las azoteas verdes absorbieron más radiación, sus TSs fueron más bajas debido al proceso de evapotranspiración.

Conclusiones

Patrones espaciotemporales de la temperatura de superficie en la ZMVM a partir del sensor remoto ECOSTRESS

• A escala de la Zona Metropolitana del Valle de México, las temperaturas superficiales más altas en la temporada de ozono se observaron en alcaldías y municipios con alto grado de urbanización durante el periodo antes del amanecer y en municipios con alta presencia de suelo agrícola durante el periodo del mediodía solar.
• A escala de la Ciudad de México, las temperaturas superficiales más altas se produjeron en alcaldías de la zona centro durante el periodo antes del amanecer (Cuauhtémoc, Benito Juárez, Iztacalco, Venustiano Carranza, Gustavo A. Madero y Coyoacán) y en alcaldías de las zonas norte y este durante el periodo del mediodía solar (Azcapotzalco, Gustavo A. Madero, Venustiano Carranza, Iztacalco, Iztapalapa y Tláhuac).
• A escala de alcaldías y municipios individuales, las temperaturas superficiales más altas se produjeron en zonas residenciales durante el periodo antes del amanecer y en zonas con uso de suelo industrial y comercial, así como en zonas con suelo descubierto o de escasa vegetación durante el periodo del mediodía solar.
• Los patrones espaciales y temporales de la temperatura superficial observados fueron consistentes a lo largo de la temporada de ozono.
• La reforestación de suelos descubiertos o suelos con escasa vegetación puede reducir el calor urbano.

Efecto de las azoteas verdes semi-intensivas en la temperatura superficial y la temperatura del aire a partir de mediciones in situ

• Las temperaturas de superficie de las azoteas verdes al mediodía solar fueron un 25% a 43% más bajas comparadas con el techo convencional con membrana impermeabilizante asfáltica y gravilla roja, mientras que la temperatura de superficie del techo convencional con membrana impermeabilizante asfáltica y gravilla gris fue 6% más baja comparada con la del techo rojo.  
• La radiación neta fue mayor en las azoteas verdes comparado con los techos convencionales, debido a un menor albedo y una menor pérdida de radiación de onda larga; sin embargo, sus temperaturas superficiales fueron más bajas debido al proceso de evapotranspiración.
• No se observaron diferencias en la temperatura del aire al mediodía solar entre los techos estudiados, debido probablemente a que el área que influye en la medición de esta variable meteorológica se extiende más allá del área de las azoteas.

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