LÍNEA DE BASE Y ANÁLISIS DE INCERTIDUMBRE
CRISTOPHER MARCHANT
26/05/2023
1 GENERALIDADES
El siguiente documento corresponde a la caracterización de las variables de meteorología y la calidad del aire, monitoreadas en la Estación 21 de Mayo, comuna de Los Angeles. Ademas del análisis de incertidumbre realizado para el año 2021.
La data original se encuentra estructurada en un archivo *.CSV, que cuenta con la información por hora de las variables monitoreadas, codificadas de la sigueinte manera: date, pm10, pm25, WD, WS, t, hr y rs. Cada código representa lo sigueinte:
| Id | Nombre | |
|---|---|---|
| 1 | date | Fecha |
| 2 | pm10 | MP10 [ug/m3] |
| 3 | pm25 | MP2,5 [ug/m3] |
| 9 | WS | Velocidad del viento [m/s] |
| 10 | WD | Dirección del viento [°] |
| 11 | t | Temperatura [°C] |
| 13 | hr | Humedad relativa [%] |
2 DESCRIPCIÓN ESTACIÓN
| Información general estación | |
|---|---|
| Propietario | Sub Secretaría del Medio Ambiente |
| Operador | Algoritmos y Mediciones Ambientales SpA |
| Región | del Biobío |
| Provincia | Biobío |
| Comuna | Los Angeles |
| Coordenadas UTM | 733331 E 5849585 N |
| Huso horario | 18 |
| Recepción de datos | en línea |
| Inicio de operación reportada | 2012-04-14 |
3 LOCALIZACIÓN
4 RESUMEN
En la siguente figura se presentan series de tiempo e histogramas que
describe la distribución general de las variables consideradas. [1]
“Error al convertir el formato de fecha.” [1] “Error al convertir el
formato de fecha.” [1] “Error al convertir el formato de fecha.” 
TableGrob
(1 x 2) “arrange”: 2 grobs z cells name grob 1 1 (1-1,1-1) arrange
gtable[arrange] 2 2 (1-1,2-2) arrange gtable[arrange]
5 METEOROLOGÍA
La meteorología se caracteriza mediante una tabla resumen que muestra las variables monitoreadas, así como a través de diversas gráficas que representan el comportamiento en diferentes periodos temporales para cada variable.
| Variable | Año | Mínimo | Máximo | Promedio |
|---|---|---|---|---|
| Dirección del viento [°] | 2020 | 0.0 | 360.0 | 164.5 |
| Dirección del viento [°] | 2021 | 0.0 | 359.8 | 166.0 |
| Dirección del viento [°] | 2022 | 0.0 | 360.0 | 165.2 |
| Velocidad del viento [m/s] | 2020 | 0.0 | 6.8 | 2.1 |
| Velocidad del viento [m/s] | 2021 | 0.0 | 6.5 | 2.0 |
| Velocidad del viento [m/s] | 2022 | 0.0 | 6.4 | 2.1 |
| Humedad relativa [%] | 2020 | 8.7 | 93.5 | 57.2 |
| Humedad relativa [%] | 2021 | 8.2 | 93.4 | 60.0 |
| Humedad relativa [%] | 2022 | 1.2 | 93.2 | 59.8 |
| Radiación solar [w/m²] | 2020 | 0.0 | 995.0 | 195.3 |
| Radiación solar [w/m²] | 2021 | 0.0 | 987.9 | 188.1 |
| Radiación solar [w/m²] | 2022 | 0.0 | 975.1 | 184.5 |
| Temperatura [°C] | 2020 | -1.5 | 34.7 | 16.1 |
| Temperatura [°C] | 2021 | -3.9 | 34.5 | 15.5 |
| Temperatura [°C] | 2022 | -3.3 | 34.5 | 15.2 |
5.1 Viento
La variable meteorológica viento se representa por medio de la descripción de sus componentes vectoriales, por lo que primero se caracteriza su magnitud (velocidad) y posteriormente su ángulo o dirección de origen.
Este parámetro meteorológico, respecto de la calidad del aire, tienen una influencia directa en el transporte mecánico de las partículas en el aire, por lo que su conocimiento permite entender, en gran medida, la evolución diaria y anual de la concentración media de partículas en la atmósfera.
El análisis de la velocidad del viento se realizado por medio de la descripción de los ciclos diarios, mensuales y estacionales de la velocidad del viento y su dirección.
A continuación, se presenta distribución diaria de la velocidad del
viento, en ella se observa que el valor mínimo promedio se presenta a
las 5:00 horas, alcanzando un valor de 0.9 [m/s], mientras el valor
máximo promedio se presenta a las 16:00 horas, alcanzando un valor de
3.6 [m/s]: 
En la
gráfica de la distribución mensual se observa que el valor mínimo
promedio se presenta en el mes de junio, alcanzando un valor de 1.3
[m/s], mientras el valor máximo promedio se presenta en el mes de
diciembre, alcanzando un valor de 2.8 [m/s]: 
Finalmente, para
caracterizar los vientos en la zona donde se encuentra la estación de
monitoreo, a continuación se presentan dos gráficas que permiten
representar de manera integrada la velocidad y la dirección del
viento.
La primera corresponde a una rosa de los vientos que muestra la distribución de la dirección del viento para todo el período monitoreado. Esta gráfica proporciona una representación visual de las velocidades del viento en función de la dirección desde donde proviene el viento.
La segunda gráfica es una figura de ciclo estacional, que detalla la
intensidad promedio del viento y la dirección predominante a lo largo de
diferentes horas del día y meses del año. Esta figura es útil para
identificar patrones estacionales en el comportamiento del viento. 
Finalmente, cabe
destacar que, el porcentaje de calmas de la data analizada, menor a 0.1
[m/s], corresponde a 0.73 [%].
5.2 Temperatura
A continuación se presenta distribución diaria de la variable
meteorológica, en ella se observa que el valor mínimo promedio se
presenta a las horas 5:00 horas, alcanzando los 9.1 [°C], mientras el
valor máximo promedio se presenta a las horas 15:00 horas, alcanzando
los 22.7 [°C]: 
En la gráfica
la distribución mensual se observa que el valor mínimo promedio se
presenta en el mes de julio, alcanzando los 8.1 [°C], mientras el valor
máximo promedio se presenta en el mes de enero, alcanzando los 22.5
[°C]: 
La
gráfica de ciclo estacional, que se presenta a continuación, detalla la
variación de la Temperatuea promedio a lo largo de diferentes horas del
día y meses, y permite identificar patrones estacionales en el
comportamiento de esta variable meteorológica. 
5.3 Humedad relativa
En la distribución diaria se observa que el valor mínimo promedio se
presenta a las horas 15:00 horas, alcanzando los 38.3 [%], mientras el
valor máximo promedio se presenta a las horas 5:00 horas, alcanzando los
78.5 [%]: 
La
distribución mensual indica que el valor mínimo promedio se presenta en
el mes de diciembre, alcanzando los 45.3 [%], mientras el valor máximo
promedio se presenta en el mes de junio, alcanzando los 75.4 [%]: 
La
gráfica de ciclo estacional, que se presenta a continuación, detalla la
variación de la Radiación Solar promedio a lo largo de diferentes horas
del día y meses, y permite identificar patrones estacionales en el
comportamiento de esta variable meteorológica. 
5.4 Radiación Solar
En la distribución diaria se observa que el valor mínimo promedio se
presenta a las horas 21:00 horas, alcanzando los 0 [w/m²], mientras el
valor máximo promedio se presenta a las horas 12:00 horas, alcanzando
los 617.7 [w/m²]: 
En la
figura de distribución mensual se observa que el valor mínimo promedio
se presenta en el mes de junio, alcanzando los 69.2 [w/m²], mientras el
valor máximo promedio se presenta en el mes de diciembre, alcanzando los
309 [w/m²]: 
La
gráfica de ciclo estacional, que se presenta a continuación, detalla la
variación de la Presión Atmosférica promedio a lo largo de diferentes
horas del día y meses, y permite identificar patrones estacionales en el
comportamiento de esta variable meteorológica. 
5.5 Precipitaciones
A continuación se presenta una gráfica de la data histórica de los registros de precipitación acumulada mensual, para todo el periodo monitoreado: La data no cuenta con información de precipitaciones.
5.6 Presión Atmosférica
La data no cuenta con información de presión atmosférica.
6 CALIDAD DEL AIRE
La calidad del aire se caracteriza para cada contaminante y parámetro normado.
La validez de la data horaria y mensual/anual corresponde a la sigueinte:
La línea de base del área de estudio corresponde a:
6.1 MP10 Discreto
La estación no cuenta con información de monitoreo discreto de material particulado 10 micrones (MP10).
6.2 MP10 Continuo
A continuación se presenta la serie de tiempo horaria, con su valor
normativo (130 [ug/m³]), donde se puede ver que el valor máximo alcanza
459 [ug/m³]. Serie de tiempo horaria:
A continuación se
presenta la serie de tiempo diaria, con su valor normativo (50 [ug/m³]),
donde se puede ver que el valor promedio horario máximo alcanza 158.2
[ug/m³]. Serie de tiempo diaria:
A continuación se
presenta la gráfica con el promedio anual, con su valor normativo (50
[ug/m³]), donde se puede ver que el valor promedio anual máximo alcanza
los 47.8 [ug/m³]. Promedio anual:
En análisis normativo
por año corresponde a:
| Análisis | Parámetro | Estadístico | Año | Concentración | Norma | Porcentaje Norma | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Análisis Anual | MP10 | Promedio Anual | 2020 | 48 | 50 | 96 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP10 | Promedio Anual | 2021 | 47 | 50 | 95 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP10 | Promedio Anual | 2022 | 44 | 50 | 87 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP10 | Percentil 98 diario | 2020 | 95 | 130 | 73 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP10 | Percentil 98 diario | 2021 | 129 | 130 | 99 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP10 | Percentil 98 diario | 2022 | 97 | 130 | 75 | [ug/m³] |
6.3 MP2,5 Discreto
La estación no cuenta con información de monitoreo discreto de material particulado 2,5 micrones (MP2,5).NULL
6.4 MP2,5 Continuo
A continuación se presenta la serie de tiempo horaria, con su valor
normativo (50 [ug/m³]), donde se puede ver que el valor máximo alcanza
423 [ug/m³]. Serie de tiempo horaria:
A continuación se
presenta la serie de tiempo diaria, con su valor normativo (20 [ug/m³]),
donde se puede ver que el valor promedio horario máximo alcanza 137.5
[ug/m³]. Serie de tiempo diaria:
A continuación se
presenta la gráfica con el promedio anual, con su valor normativo (20
[ug/m³]), donde se puede ver que el valor promedio anual máximo alcanza
los 29.2 [ug/m³]. Promedio anual:
En análisis normativo
por año corresponde a:
| Análisis | Parámetro | Estadístico | Año | Concentración | Norma | Porcentaje Norma | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Análisis Anual | MP25 | Promedio Anual | 2020 | 25 | 20 | 125 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP25 | Promedio Anual | 2021 | 25 | 20 | 123 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP25 | Promedio Anual | 2022 | 29 | 20 | 146 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP25 | Percentil 98 diario | 2020 | 81 | 50 | 162 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP25 | Percentil 98 diario | 2021 | 102 | 50 | 205 | [ug/m³] |
| Análisis Anual | MP25 | Percentil 98 diario | 2022 | 87 | 50 | 174 | [ug/m³] |
6.5 SO2 Continuo
La estación no cuenta con información de monitoreo continuo de Dióxido de Azufre (SO2).
6.6 NO2 Continuo
La estación no cuenta con información de monitoreo continuo de Dióxido de Nitrógeno (NO2).
6.7 CO Continuo
La estación no cuenta con información de monitoreo continuo de Monóxido de Carbono (CO).
7 ANÁLISIS DE INCERTIDUMBRE
7.1 Análisis cualitativo
Análisis de incertidumbre.
| Variable | Sesgo (bias) | Error Abosulto Medio (MAE) | Error medio cuadratico (RMSE) | Coeficiente de correlación (r) |
|---|---|---|---|---|
| WS | -0.8536431 | 1.192125 | 1.521858 | 0.7812564 |
| WD | 2.1054784 | 53.264135 | 106.076257 | 0.3656367 |
| T | 2.5634053 | 2.873297 | 3.600380 | 0.9544168 |
Rangos de incertidumbre.
| Variable | Sesgo (bias) | Error Abosulto Medio (MAE) | Error medio cuadratico (RMSE) | Coeficiente de correlación (r) |
|---|---|---|---|---|
| WS | [-2.5, 2.5] (m/s) | ≤3 (m/s) | ≤3.5 (m/s) | >0.6 |
| WD | - | - | - | - |
| T | [-4, 4] (°C) | ≤4 (°C) | ≤4.5 (°C) | >0.8 |
Cumplimiento de incertidumbre.
| Variable | Sesgo (bias) | Error Abosulto Medio (MAE) | Error medio cuadratico (RMSE) | Coeficiente de correlación (r) |
|---|---|---|---|---|
| WS | Si | Si | Si | Si |
| WD | - | - | - | - |
| T | Si | Si | Si | Si |
7.2 Análisis cuantitativo
7.2.1 Velocidad y dirección del viento
date WD WS Min. :2021-01-01 00:00:00 Min. : 0.0 Min. :0.003126
1st Qu.:2021-04-02 05:45:00 1st Qu.:166.3 1st Qu.:1.209772
Median :2021-07-02 11:30:00 Median :184.7 Median :2.185860
Mean :2021-07-02 11:30:00 Mean :187.2 Mean :2.287142
3rd Qu.:2021-10-01 17:15:00 3rd Qu.:213.4 3rd Qu.:3.221380
Max. :2021-12-31 23:00:00 Max. :360.0 Max. :8.977910
t WS.mod WD.mod t.mod
Min. :-1.413 Min. : 0.000 Min. : 0.05 Min. :-0.10
1st Qu.: 9.684 1st Qu.: 1.530 1st Qu.:169.65 1st Qu.: 8.20
Median :13.318 Median : 2.740 Median :186.93 Median :11.14
Mean :14.580 Mean : 3.141 Mean :185.07 Mean :12.02
3rd Qu.:18.497 3rd Qu.: 4.572 3rd Qu.:211.32 3rd Qu.:15.14
Max. :39.265 Max. :10.720 Max. :359.99 Max. :29.32
pp.mod hour
Min. :0.00000 Min. : 0.00
1st Qu.:0.00000 1st Qu.: 5.75
Median :0.00000 Median :11.50
Mean :0.04685 Mean :11.50
3rd Qu.:0.00000 3rd Qu.:17.25
Max. :6.12000 Max. :23.00
date WD WS
Min. :2021-01-01 00:00:00 Min. : 0.0 Min. :0.003126
1st Qu.:2021-04-02 05:45:00 1st Qu.:166.3 1st Qu.:1.209772
Median :2021-07-02 11:30:00 Median :184.7 Median :2.185860
Mean :2021-07-02 11:30:00 Mean :187.2 Mean :2.287142
3rd Qu.:2021-10-01 17:15:00 3rd Qu.:213.4 3rd Qu.:3.221380
Max. :2021-12-31 23:00:00 Max. :360.0 Max. :8.977910
t WS.mod WD.mod t.mod
Min. :-1.413 Min. : 0.000 Min. : 0.05 Min. :-0.10
1st Qu.: 9.684 1st Qu.: 1.530 1st Qu.:169.65 1st Qu.: 8.20
Median :13.318 Median : 2.740 Median :186.93 Median :11.14
Mean :14.580 Mean : 3.141 Mean :185.07 Mean :12.02
3rd Qu.:18.497 3rd Qu.: 4.572 3rd Qu.:211.32 3rd Qu.:15.14
Max. :39.265 Max. :10.720 Max. :359.99 Max. :29.32
pp.mod Month
Min. :0.00000 Min. : 1.000
1st Qu.:0.00000 1st Qu.: 4.000
Median :0.00000 Median : 7.000
Mean :0.04685 Mean : 6.526
3rd Qu.:0.00000 3rd Qu.:10.000
Max. :6.12000 Max. :12.000
7.2.2 Temperatura
date WD WS Min. :2021-01-01 00:00:00 Min. : 0.0 Min. :0.003126
1st Qu.:2021-04-02 05:45:00 1st Qu.:166.3 1st Qu.:1.209772
Median :2021-07-02 11:30:00 Median :184.7 Median :2.185860
Mean :2021-07-02 11:30:00 Mean :187.2 Mean :2.287142
3rd Qu.:2021-10-01 17:15:00 3rd Qu.:213.4 3rd Qu.:3.221380
Max. :2021-12-31 23:00:00 Max. :360.0 Max. :8.977910
t WS.mod WD.mod t.mod
Min. :-1.413 Min. : 0.000 Min. : 0.05 Min. :-0.10
1st Qu.: 9.684 1st Qu.: 1.530 1st Qu.:169.65 1st Qu.: 8.20
Median :13.318 Median : 2.740 Median :186.93 Median :11.14
Mean :14.580 Mean : 3.141 Mean :185.07 Mean :12.02
3rd Qu.:18.497 3rd Qu.: 4.572 3rd Qu.:211.32 3rd Qu.:15.14
Max. :39.265 Max. :10.720 Max. :359.99 Max. :29.32
pp.mod hour
Min. :0.00000 Min. : 0.00
1st Qu.:0.00000 1st Qu.: 5.75
Median :0.00000 Median :11.50
Mean :0.04685 Mean :11.50
3rd Qu.:0.00000 3rd Qu.:17.25
Max. :6.12000 Max. :23.00
date WD WS
Min. :2021-01-01 00:00:00 Min. : 0.0 Min. :0.003126
1st Qu.:2021-04-02 05:45:00 1st Qu.:166.3 1st Qu.:1.209772
Median :2021-07-02 11:30:00 Median :184.7 Median :2.185860
Mean :2021-07-02 11:30:00 Mean :187.2 Mean :2.287142
3rd Qu.:2021-10-01 17:15:00 3rd Qu.:213.4 3rd Qu.:3.221380
Max. :2021-12-31 23:00:00 Max. :360.0 Max. :8.977910
t WS.mod WD.mod t.mod
Min. :-1.413 Min. : 0.000 Min. : 0.05 Min. :-0.10
1st Qu.: 9.684 1st Qu.: 1.530 1st Qu.:169.65 1st Qu.: 8.20
Median :13.318 Median : 2.740 Median :186.93 Median :11.14
Mean :14.580 Mean : 3.141 Mean :185.07 Mean :12.02
3rd Qu.:18.497 3rd Qu.: 4.572 3rd Qu.:211.32 3rd Qu.:15.14
Max. :39.265 Max. :10.720 Max. :359.99 Max. :29.32
pp.mod Month
Min. :0.00000 Min. : 1.000
1st Qu.:0.00000 1st Qu.: 4.000
Median :0.00000 Median : 7.000
Mean :0.04685 Mean : 6.526
3rd Qu.:0.00000 3rd Qu.:10.000
Max. :6.12000 Max. :12.000
