Download transporte de gran escala de polen observado en la ciudad de mar

TRANSPORTE DE GRAN ESCALA DE POLEN OBSERVADO EN LA CIUDAD DE MAR
DEL PLATA Y SITUACIONES SINÓPTICAS ASOCIADAS
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María Isabel Gassmann(1) y Claudio Fabián Pérez(2)
(1) Dpto. de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, FCEN, Universidad de Buenos Aires
(2) Laboratorio de Palinología, FCEN, Universidad de Mar del Plata
RESUMEN
El transporte de gran escala generalmente se encuentra asociado a los problemas de contaminación
global o hemisférico. Sin embargo, el transporte de polen, así como enfermedades agrícolas o plagas
se realizan siguiendo prácticamente los mismos patrones. En este trabajo se presenta un estudio de
transporte de gran escala en la región sur de Sud América de dos especies polínicas arbóreas
particulares: Arauca y Nothofagus. Estas especies fueron muestreadas por un captador aerobiológico
ubicado en los alrededores de la ciudad de Mar del Plata en la provincia de Buenos Aires. Estos
árboles son nativos de la región fitogeográfica de dominio subantártico, que abarca una franja contra
la cordillera de Los Andes en Argentina y la isla de Tierra del Fuego. Para estudiar el transporte se
utilizó un modelo regional (HYSPLIT) que calcula las trayectorias retrógradas seguida por las
partículas, de acuerdo a los campos meteorológicos utilizados por el modelo. Se pudo observar que
el transporte de estas especies polínicas hasta la zona de Mar del Plata estaba asociado al pasaje de
la parte posterior de una vaguada de las ondas de los oestes observadas en la región Patagónica.
Palabras clave: transporte de gran escala, polen, modelo regional.
ABSTRACT
Long range transport generally is associate to global or hemispheric pollution problems.
Nevertheless, pollen transport, as well as agricultural diseases or plagues, followed the same
dispersion patterns. In this work, a study of pollen long range transport in the south region of South
America is realized. Two pollen species have been taken into account: Arauca and Nothofagus.
These species were observed using a volumetric trap in the suroundings of Mar del Plata City in the
province of Buenos Aires. Arauca and Nothofagus correspond to pollen's trees native of the region
classified as the Subantartic Domain, which includes a strip against of Los Andes mountain range in
Argentina and the island of Tierra del Fuego. In order to study its transport, backward trajectories
following pollen particles are calculated using a regional model (HYSPLIT), according to the

Autor de Correspondencia: Dpto. de Cs. de la Atmósfera y los Océanos, Piso 2 Pabellón 2, Cdad. Universitaria C1428EHA - Buenos Aires, Argentina. E-mail: [email protected].
meteorological fields used as input of the model. It was possible to observed that the transport of
these pollen species to the area of Mar del Plata was associate to of the later part of a trough as part
of the westerlies waves obvserved all the year in the Patagonia region.
Key words: long range transport, pollen, regional model.
1. Introducción
Las partículas en suspensión en la atmósfera, y en particular las de origen biológico como el
polen, usualmente son transportadas por el viento y dispersadas por la turbulencia existente dentro
de la capa límite atmosférica. Dependiendo de la altura alcanzada por los granos de polen, estos
pueden ser transportados y depositados a grandes distancias.
Los fenómenos meteorológicos han sido clasificados en escalas denominadas microescala,
mesoescala, escala sinóptica y la macroescala. El criterio de clasificación se basa en un análisis
conjunto de la escala espacial y temporal de los fenómenos. El transporte de gran escala en general
está dominado por los sistemas sinópticos (Arya, 1999). Es de esperar que los sistemas de la
macroescala afecten el transporte de gran escala de partículas emitidas dentro de la atmósfera, tanto
por fuentes naturales como antropogénicas. Los sistemas sinópticos afectan la dispersión de los
contaminantes emitidos en la parte inferior de la atmósfera en escalas temporales mayores al día.
Machta (1958) sugirió que las circulaciones sinópticas y general eran responsables de distribuir
uniformemente los contaminantes a través del hemisferio norte. Lovelock et al (1973) y Pendergast
(1984) confirmaron la hipótesis de Machta, que si bien existe poco transporte a través del ecuador
de un hemisferio a otro, los sistemas sinópticos son los responsables de la dispersión hemisférica a
nivel troposférico.
En el área de la aerobiología numerosos autores estudiaron el transporte de gran escala de
distintas especies polínicas en Europa, Estados Unidos y Japón (Johansen and Hafsten, 1988;
Johansen, 1991; Hjelmroos, 1991; Cabezudo et al, 1997) a partir de muestras de concentración en
aire o a través del modelado de procesos de dispersión de mesoescala (Kawashima and Takahashi,
1995). Sin embargo, no existen trabajos de este tipo en el área de Sudamérica. En este trabajo se
realiza un estudio del transporte de polen suspendido en el aire a través de largas distancias dentro
de Argentina. Para ello se estudiaron las trayectorias retrógradas de partículas de polen muestreado
en la ciudad de Mar del Plata y de este modo analizar la coincidencia con las zonas emisoras de
determinadas especies polínicas. Las especies utilizadas son Arauca y Nothofagus. La descripción
del área de estudio y la metodología seguida es similar al de otro trabajo presentado (Gassmann y
Pérez, 2004 a). En la sección 2 se presenta una descripción del área nativa de las especies. En la
sección 3 se presenta la descripción de la información utilizada y en la sección 4 los resultados
obtenidos y la discusión de los mismos. En la sección 5 se presentan las conclusiones de este
trabajo.
2. Descripción del área de emisión
Si bien las especies Arauca y Nothofagus no son nativas del área de Mar del Plata, la primera
de ellas puede ser encontrada dentro de los censos realizados en la ciudad, ya que se la utiliza como
planta hornamental. Los región fitogeográfica nativa de estas especies corresponde de acuerdo con
la clasificación presentada por Cabrera (1971) en el Dominio Subantártico de las Provincias
Subantártica e Insular, esto es una franja delgada ubicada contra la cordillera de Los Andes desde la
latitud 39S hasta aproximadamente 52S e incluyendo al sur de la provincia de Tierra del Fuego.
3. Información Utilizada
Para este estudio se estudiaron las trayectorias seguidas por granos de polen de Arauca y
Nothofagus, ya que se trata de especies no nativas y fueron taxones muestreados en la ciudad de
Mar del Plata. El período de muestreo abarcó desde octubre de 1995 a febrero de 1996. Para
estudiar las trayectorias se utilizó el modelo HYSPLIT descripto en Gassmann y Pérez (2004 a).
Se utilizaron los datos de reanálisis del NCEP disponibles (NCEP Reanalysis data provided by
the NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center, Boulder, Colorado, USA, from their Web site at
http://www.cdc.noaa.gov) para graficar los campos sinópticos diarios de presión en superficie
reducida a nivel del mar.
4. Resultados
En la Figura 1 se presentan las concentraciones de granos de polen Nothofagus colectados en
el área de la ciudad de Mar del Plata durante el período de muestreo. La cantidad de granos
muestreados varió entre 1 a 4 granos por día. Las fuentes se ubican como mínimo a una distancia de
aproximadamente 1000 km de la ciudad de Mar del Plata.
Nothofagus
3
2
16-Dec
7-Dec
28-Nov
21-Nov
17-Nov
23-Oct
20-Oct
0
7-Nov
1
10-Nov
CANTIDAD DE GRANOS
4
FECHA
Figura 1: Concentración (gr/día) de polen Nothofagus observada en Mar del Plata
En la Figura 2 (-a, -b, -c) se observan las trayectorias retrógradas para los días en los cuales se
observa polen en las trampas ubicadas en Mar del Plata. Estas trayectorias indican que el polen se
transportó durante por lo menos 48 a 120 hs anteriores a la observación en la trampa. Es por ello
que se han analizado los campos sinópticos de superficie de hasta 5 días previos a la observación.
Debido a que el período de transporte es más largo se estudió la situación sinóptica correspondiente
a los períodos del 16 al 23 de octubre, del 7 al 10 de noviembre y del 14 al 16 de diciembre.
a
b
c
Figura 2: Trayectorias retrogradas de polen Arauca y Nothofagus y área de emisión. Las
trayectorias comienzan en 37 56’ S, 57 35’ W.
En el caso de polen Nothofagus las trayectorias provienen desde la región cordillerana de la
Patagonia, lugar donde crecen los árboles de Lengas, productores de esta especie polínica. Estos
árboles crecen en la franja cordillerana. En la Figura 3 se observan los campos sinópticos de
superficie medios diarios en la región. Durante los días 20, 21, 22 y 23 de octubre la dirección de
viento en el área de Mar del Plata fue predominantemente del Norte y Noroeste (Figura 3 e, f, g y h)
debido a la presencia un sistema de alta presión ubicado en latitudes medias, mientras que entre 60
S y 40 S se observa el pasaje de vaguadas asociadas a sistemas de baja presión ubicados
aproximadamente en los 60 S (Fig.3 e, f, g y h). El polen de Nothofagus fue transportado por los
sistemas meteorológicos transcientes de la región de los oestes de la región Patagónica. La porción
occidental de la vaguada asociada a la baja en 60 S que se observó en el día 16 de octubre
transportó el polen hacia el NNE (Figuras 3-a ). Los días 17 y 18 una vaguada más débil ubicada
sobre la Patagonia continuó desplazando el polen lentamente hacia el NE. Las trayectorias obtenidas
en esos días se corresponden con la configuración de los sistemas sinópticos observados (Figura 2-a
y 2-b). Por ejemplo el campo de sinóptico observado a partir del día 16 de octubre mostró el patrón
de transporte de las trayectorias retrógradas que parten desde Mar del Plata el día 20 (Figura 2-a,
trayectorias con recorrido N-S). El polen provino desde el extremo sur de la Patagonia, continuó
avanzando más lentamente hacia el norte en los días 17 y 18 hasta llegar a las costas de Uruguay. A
partir del día 19 (Figura 3-d) el polen comenzó a ser transportado desde el norte de la Provincia de
Buenos Aires hacia Mar del Plata, llegando hacia esa ciudad el día 20 (Figura 3-e). Las trayectorias
de los días 21, 22 y 23 (Figura 2-a, trayectorias que parten desde la Patagonia Central) muestran que
debido a que las direcciones predominantes del campo de viento de esos días de acuerdo al campo
sinóptico correspondiente (Figura 3-g, -h), fueron del W desde el centro hasta el sur de la Patagonia
durante el 17, 18 y 19 de octubre, las fuentes de polen de Nothofagus capturado en Mar del Plata
debieron estar ubicadas en la zona central de la Patagonia, ya que el polen proveniente de las fuentes
ubicadas más al S, fue transportado hacia el Océano Atlántico. Este mismo patrón fue el observado
para el transporte de Arauca, ya que el polen de esta especie capturado por el instrumental coincide
con la captura de Nothofagus de esa fecha.
En el período del 6 al 10 de noviembre el transporte de polen desde la región de emisión tardó
entre 2 y 3 días en llegar a Mar del Plata. La presencia de un anticiclón que ingresó en la Patagonia
el día 7, desplazó lentamente hacia el este a una intensa vaguada ubicada sobre la Patagonia,
transportando los granos hacia la ciudad (Figura 3-i, -j, -k, -l, -m). Las trayectorias correspondientes
a esos días (Figura 2-c) cruzan la Patagonia con dirección noreste, se internan en el mar, para luego
retornar hacia Mar del Plata debido a la presencia de un sistema de baja presión en el centro norte
del país, que forzaba la circulación desde el mar hacia el continente a la latitud de la ciudad de Mar
del Plata. En particular en el día 9/11 se puede observar en la Figura 3-l la ubicación de un
anticiclón que produce viento sur en la provincia de Buenos Aires con intensidades débiles.
El transporte correspondiente a la observación del día 16 de diciembre se debió a la presencia
de una vaguada ubicada al este de la región Patagónica (Figura 3-n, -o, -p), mostrando un patrón
similar al observado durante los días 6 a 10 de noviembre. La porción occidental de la vaguada
transportó el polen hacia el NE directamente hacia la región de Mar del Plata en menos de 48 hs.
Las situaciones sinópticas asociadas a los casos de transporte no analizados fueron similares a las
presentados aquí.
De este análisis se desprende que los sistemas sinópticos asociados a la circulación de los
oestes, presente siempre en latitudes patagónicas, son los encargados de transportar y difundir a
grandes distancias el polen de especies típicas de la Patagonia como por ejemplo Nothofagus o
Arauca. Este transporte se realiza a alturas que oscilan entre los 200 y 2000 m, sin permanecer
necesariamente dentro de la capa límite atmosférica. Estas alturas pueden ser alcanzadas fácilmente
por los granos de polen debido a la presencia de los procesos convectivos siempre presentes en el
desarrollo de las capas límites diurnas y pasar a la atmósfera libre a través de los procesos descriptos
en la introducción.
Se puede observar que, en general, el proceso de transporte desde los lugares de las fuentes se
inicia cuando la situación sinóptica en el lugar corresponde a la posición de la porción occidental de
una vaguada. Es en esta región donde se produce el máximo de advección de vorticidad relativa
anticiclónica, que en general, conduce a condiciones de buen tiempo. Estas condiciones permiten el
ingreso de radiación solar en superficie, con calentamientos superficiales que generan la convección
de capa límite atmosférica necesaria para elevar los granos de polen hasta una altura suficiente
como para que los sistemas sinópticos los transporten a grandes distancias.
Date: 10/16/1995
a
Date: 10/19/1995
d
Date: 10/22/1995
g
Figura 3 continuación
Date: 10/17/1995
Date: 10/20/1995
Date: 10/23/1995
b
e
h
Date: 10/18/1995
c
Date: 10/21/1995
f
Date: 11/06/1995
i
Date: 11/07/1995
j
Date: 11/10/1995
m
Date: 12/16/1995
p
Date: 11/08/1995
Date: 12/14/1995
k
Date: 11/09/1995
l
n
Date: 12/15/1995
o
Figura 3: Campos medio diarios de presión a nivel del mar (en hPa) en días selectos durante el
período: 16/10/95 to 21/11/95.
6. Conclusiones
El monitoreo del espectro polínico realizado en la ciudad de Mar del Plata durante octubre de
1995 a febrero de 1996, permitió determinar la presencia dentro de ese espectro de especies
polínicas extraregionales. A través de los campos meteorológicos diarios de superficie se pudo
observar como los sistemas meteorológicos transcientes de latitudes medias en el hemisferio sur
contribuyeron a este transporte de gran escala. En el caso de polen Arauca y Nothofagus el
transporte estuvo asociado a la ubicación de la zona occidental de una vaguada sobre la región de
emisión y que abarca en general las latitudes entre los 40S y los 60S. El desplazamiento de estos
sistemas se encarga de transportar el polen hacia el N y luego en general un sistema anticiclónico
termina por transportar los granos de Nothofagus hasta el área de la ciudad de Mar del Plata. Este
polen pudo ser transportado por sistemas sinópticos dentro de la atmósfera libre y el período de
transporte varió entre 48 y 120 hs.
Este tipo de estudio no tiene un impacto directo sobre la situación actual del transporte
aerobiológico, pero podría ser un aporte al conocimiento de cómo las características meteorológicas
actuales o pasadas intervienen o intervinieron en el transporte de gran escala. Luego, estudios
palinológicos realizados en nuestro país, permiten conocer las características de los sistemas
meteorológicos del pasado y por lo tanto estudiar con mayor eficiencia la climatología de tiempos
pasados en relación a los patrones observados en la actualidad.
Agradecimientos: El presente trabajo se realizó con el apoyo del subsidio de la Universidad
de Buenos Aires IX-106/01. Los datos meteorológicos de superficie fueron cedidos por el Servicio
Meteorológico Nacional de Argentina y Universidad de Mar del Plata.
Referencias
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