5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Impartida por: José Miguel Muñoz Díaz

1.- Exposición de datos.a. Por localidadb. Por contaminantec. Tiempo de permanencia

2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo

3. Análisis de las series (II). Modelos paramétricos. a. Box – Jenkins. ARIMA.

4. Revisión del proceso.

a. Alisado simpleb. Descomposiciónc. Holt-Winters

Contaminación mediante dosímetros pasivos

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

RESUMEN:

Dos series de datos.

a. 13 de julio de 2001 – 19 de julio de 2004

b. 18 de marzo de 2008 – actualidad

En base de datos

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

J.B. LA CORTIJUELA

O3(Ozono)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

20

30

40

50

60

NH3(Amoniaco)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0

2

4

6

8

10

NO2(Dioxido de Nitrógeno)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.5

1.0

1.5

2.0

SO2(Dióxido de Azufre)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

LA RAGUAO3(Ozono)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

20

30

40

50

60

70

NH3(Amoniaco)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0

2

4

6

8

10

12

14

NO2(Dioxido de Nitrógeno)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

SO2(Dióxido de Azufre)

Tiempo

PP

B

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

CAÑAR. “PUENTE PALO”.O3(Ozono)

Tiempo

Con

cent

raci

ón P

PB

2002 2004 2006 2008 2010 2012

20

30

40

50

60

NH3(Amoniaco)

Tiempo

PP

B

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0

2

4

6

8

10

12

14

NO2(Dioxido de Nitrógeno)

Tiempo

PP

B

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

SO2(Dióxido de Azufre)

Tiempo

PP

B

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0

2

4

6

8

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

NH3. 2001-2004

Tiempo

PP

B

2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

0

2

4

6

8

10

12

14 La RaguaLa CortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

SO2. 2001-2004

Tiempo

PP

B

2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

0

2

4

6

8 La RaguaLa CortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

O3. 2001-2004

Tiempo

PP

B

2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

20

30

40

50

60

70

La RaguaLa CortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

NO2. 2001-2004

Tiempo

PP

B

2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

La RaguaLa CortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

NH3. 2008-2011

Tiempo

PP

B

2009 2010 2011 2012

0

2

4

6

8

10

12

14 La RaguaLa CortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

SO2. 2008-2011

Tiempo

PP

B

2009 2010 2011 2012

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

La RaguaLa cortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

O3. 2008-2011

Tiempo

PP

B

2009 2010 2011 2012

10

20

30

40

50

60La RaguaLa cortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

NO2. 2008-2011

Tiempo

PP

B

2009 2010 2011 2012

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0La RaguaLa cortijuelaPuente Palo

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Tiempos de permanencia

Time

2002 2004 2006 2008 2010 2012

01

02

03

04

05

06

0

2001-20042008-2012

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

01

02

03

04

05

0

2001200220032004

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

01

02

03

04

05

0

2008200920102011

Tiempo de permanencia. Superposición de años.

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

1.- Exposición de datos.a. Por localidadb. Por contaminantec. Tiempo de permanencia

2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo

3. Análisis de las series (II). Modelos paramétricos. a. Box – Jenkins. ARIMA.

4. Revisión del proceso.

a. Alisado simpleb. Descomposiciónc. Holt-Winters

Contaminación mediante dosímetros pasivos

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Alisado simple (I).Cortijuela

0 10 20 30 40 50 60

20

30

40

50

60

O3 2001-2004

Index

o3.c

ort

i1

0 10 20 30 40 50 60

02

46

810

NH3 2001-2004

Index

nh3.c

ort

i1

0 10 20 30 40 50 60

0.0

0.5

1.0

1.5

SO2 2001-2004

Index

so2.c

ort

i1

0 10 20 30 40 50 600.5

1.0

1.5

NO2 2001-2004

Index

no2.c

ort

i1

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Alisado simple (II).Cortijuela

0 20 40 60 80

20

30

40

O3 2008-2011

Index

o3.c

ort

i2

0 20 40 60 80

0.5

1.5

2.5

3.5

NH3 2008-2011

Index

nh3.c

ort

i2

0 20 40 60 80

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

SO2 2008-2011

Index

so2.c

ort

i2

0 20 40 60 80

0.5

1.0

1.5

2.0

NO2 2008-2012

Index

no2.c

ort

i2

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Alisado simple (I):Puente palo

0 10 20 30 40 50 60

30

40

50

60

O3 2001-2004

Index

o3.p

palo

1

0 10 20 30 40 50 60

02

46

812

NH3 2001-2004

Index

nh3.p

palo

1

0 10 20 30 40 50 60

02

46

8

SO2 2001-2004

Index

so2.p

palo

1

0 10 20 30 40 50 600.0

0.4

0.8

NO2 2001-2004

Index

no2.p

palo

1

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Alisado simple(II):Puente Palo

0 20 40 60 80

20

25

30

35

40

O3 2008-2011

Index

o3.p

palo

2

0 20 40 60 80

0.0

1.0

2.0

3.0

NH3 2008-2011

Index

nh3.p

palo

2

0 20 40 60 80

0.0

0.4

0.8

SO2 2008-2011

Index

so2.p

palo

2

0 20 40 60 800.0

0.4

0.8

NO2 2008-2011

Index

no2.p

palo

2

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

0 10 20 30 40 50 60

20

30

40

50

60

70

O3 2001-2004

Index

o3.r

agua1

0 10 20 30 40 50 60

02

46

810

NH3 2001-2004

Index

nh3.r

agua1

0 10 20 30 40 50 60

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

SO2 2001-2004

Index

so2.r

agua1

0 10 20 30 40 50 600.0

0.2

0.4

0.6

0.8

NO2 2001-2004

Index

no2.r

agua1

Alisado simple (I):La Ragua

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Alisado simple (II):La Ragua.

0 20 40 60 80

20

30

40

O3 2008-2011

Index

o3.r

agua2

0 20 40 60 80

02

46

812

NH3 2008-2011

Index

nh3.r

agua2

0 20 40 60 80

0.0

0.4

0.8

1.2

SO2 2008-2011

Index

so2.r

agua2

0 20 40 60 800.2

0.6

1.0

NO2 2008-2011

Index

no2.r

agua2

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

2030

4050

60

da

ta

-10

05

10

sea

son

al

3638

4042

4446

tre

nd

-50

510

2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

rem

ain

de

r

time

Descomposición estacional (Loess)

O3. Ragua. 2001-2008

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Descomposición estacional(Loess)

O3. Cortijuela. 2004-2011

2030

40

da

ta

-10

-50

5

sea

son

al

32.0

33.0

34.0

tre

nd

-15

-50

510

2009 2010 2011 2012

rem

ain

de

r

time

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

da

ta

-0.2

0.0

0.2

0.4

sea

son

al

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

tre

nd

-0.5

0.0

0.5

1.0

2009 2010 2011 2012

rem

ain

de

r

time

Descomposición estacional (Loess)

SO2. Cortijuela 2008-2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

0.5

1.5

2.5

3.5

da

ta

-1.0

-0.5

0.0

0.5

sea

son

al

0.4

0.8

1.2

1.6

tre

nd

-1.0

0.0

0.5

1.0

2009 2010 2011 2012

rem

ain

de

r

time

Descomposicion estacional(Loess)

NH3. Cortijuela 2008-2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

0.5

1.0

1.5

2.0

da

ta

-0.3

-0.1

0.1

0.3

sea

son

al

0.85

0.95

tre

nd

-0.5

0.0

0.5

2009 2010 2011 2012

rem

ain

de

r

time

Descomposición estacional(Loess)NO2. Cortijuela . 2004-2008

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Análisis de distribución de los datos.

Histogram of o3.corti1

o3.corti1

De

nsi

ty

20 30 40 50 60

0.0

00

.01

0.0

20

.03

0.0

4

Diferenciando….

Histogram of dife.o3.corti1

dife.o3.corti1D

en

sity

-10 0 10 20

0.0

00

.02

0.0

40

.06

qq.test….. Ks test…….

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Holt – Winters. Yt= St+Ts+et

Holt-Winters filtering

Time

Ob

serv

ed

/ F

itte

d

2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

20

30

40

50

60

3040

5060

xha

t

3436

3840

42

leve

l

-0.5

0.0

0.5

tre

nd

-10

05

10

2002.5 2003.0 2003.5 2004.0

sea

son

Time

fitted(o3.corti1.ts.hw)

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

2002 2004 2006 2008 2010 2012

-20

02

04

06

0

Ozono 2001-2004 ajuste 2008 - 2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

2002 2004 2006 2008 2010 2012

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

NO2 2001-2004 ajuste 2008 - 2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

2002 2004 2006 2008 2010 2012

-10

00

10

02

00

Ozono 2001-2004 ajuste 2008 - 2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

2002 2004 2006 2008 2010 2012

-10

12

34

5

NO2 2001-2004 ajuste 2008 - 2011

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Proyección hacia adelante. Cortijuela

O3

2008 2009 2010 2011 2012 2013

2030

4050

NO2

2008 2009 2010 2011 2012 2013

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

SO2

2008 2009 2010 2011 2012 2013

0.0

1.0

2.0

NH3

2008 2009 2010 2011 2012 2013

-10

12

3

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Puente Palo

O3

2008 2009 2010 2011 2012 2013

-20

2060

100

NO2

2008 2009 2010 2011 2012 2013

-0.5

0.0

0.5

1.0

SO2

2008 2009 2010 2011 2012 2013

-10

12

3

NH3

2008 2009 2010 2011 2012 2013

-6-2

02

46

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

1.- Exposición de datos.a. Por localidadb. Por contaminantec. Tiempo de permanencia

2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo

3. Análisis de las series (II). Modelos paramétricos. a. Box – Jenkins. ARIMA.

4. Revisión del proceso.

a. Alisado simpleb. Descomposiciónc. Holt-Winters

Contaminación mediante dosímetros pasivos

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Autocorrelación

EstacionalEstacionario

No estacionalEstacionario

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

MODELOS ARIMA . (Box & Jenkins 1970)

Parsimonia. Identificación del modelo

Estimación de los parámetros

Diagnosis y evaluación

¿Es el modelo adecuado?

NO

SI

Predicción

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Serie ARIMA Serie ARIMA

NH3_Cortijuela_2001-2004 (0,0,4)(0,1,0) NH3_Cortijuela_2001-2004 (2,0,0)

NH3_Puente Palo_2001-2004 (2,0,3) NH3_Puente Palo_2008-2011 (5,0,1)(1,0,1)

NH3_Ragua_2008-2011 (0,0,2) NH3_Ragua_2008-2011 (3,0,2)(1,0,0)

SO2_Cortijuela_2001-2004 (3,1,1) SO2_Cortijuela_2008-2011 (2,1,1)

SO2_Puente Palo_2001-2004 (0,0,0) SO2_Puente Palo_2008-2011 (0,0,2)(0,1,1)

SO2_Ragua_2001-2004 (4,1,0) SO2_Ragua_2008-2011 (0,0,0)(0,1,1)

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Serie ARIMA Serie ARIMA

O3_Cortijuela_2001-2004 (1,0,0)(0,1,0) O3_Ragua_2001-2004 (1,0,1)(1,0,0)

O3_Puente Palo_2001-2004 (0,1,0) O3_Puente Palo_2008-2011 (0,0,2)(1,1,1)

O3_Ragua_2008-2011 (2,0,0) O3_Ragua_2008-2011 (0,0,0)(1,1,0)

NO2_Cortijuela_2001-2004 (0,0,0) NO2_Cortijuela_2008-2011 (1,0,0)(1,0,0)

NO2_Puente Palo_2001-2004 (1,0,1)(0,1,0) NO2_Puente Palo_2008-2011 (1,0,2)(1,0,0)

NO2_Ragua_2001-2004 (0,0,0)(0,1,0) NO2_Ragua_2008-2011 (1,0,0)(1,0,0)

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

ARIMA(2,0,2)(1,0,1)[24] with non-zero mean : 171.9233 ARIMA(0,0,0) with non-zero mean : 214.8507 ARIMA(1,0,0)(1,0,0)[24] with non-zero mean : 170.8337 ARIMA(0,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 178.026 ARIMA(1,0,0) with non-zero mean : 167.1194 ARIMA(1,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 167.0748 ARIMA(0,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 197.5263 ARIMA(2,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 166.3689 ARIMA(2,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 167.4091 ARIMA(3,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 169.8846 ARIMA(2,0,0)(0,0,1)[24] with zero mean : 172.5199 ARIMA(2,0,0)(1,0,1)[24] with non-zero mean : 170.78 ARIMA(2,0,0) with non-zero mean : 165.964 ARIMA(3,0,0) with non-zero mean : 167.5169 ARIMA(2,0,1) with non-zero mean : 167.3839 ARIMA(3,0,1) with non-zero mean : 169.8088 ARIMA(2,0,0) with zero mean : 171.2873 ARIMA(2,0,0)(1,0,0)[24] with non-zero mean : 169.9814

Best model: ARIMA(2,0,0) with non-zero mean

NH3 Cortijuela

2008 2011

¿?

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Revisión del proceso

Es necesario redefinir las series, sobre todo, la frecuencia.

Es necesario ajustar los valores faltantes con el uso iterativo de los modelos.

Es necesario eliminar (sustituir ) los valores anómalos detectados.

Re-Ajuste de los modelos.

Validación de los modelos al incorporar los datos de 2012.

5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.

Colaboran: