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Analizando el cambio de microclima a corto plazo creado por el Festival Burning Man

20 de febrero de 2020
5 minutos de lectura

Evolucionando de reuniones alrededor de fogatas durante el solsticio en la playa Baker de San Francisco a principios de la década de los 80, Burning Man es ahora un evento anual organizado en el Desierto Black Rock de Nevada, que puede caracterizarse como una playa plana, árida y libre de vegetación. Los organizadores describen el evento como “un esfuerzo colaborativo, que reúne a personas con diferentes intereses, antecedentes, perspectivas y habilidades”.

BRC_SiteMap Mapa del sitio estudiado que muestra la ubicación de Black Rock City (mapas a la derecha) y la imagen de WorldView-2 de Black Rock City con la ubicación de la torre principal (Met1) y la columna de densidad de área de fuente de flujo promedio (la parte de la ciudad medida directamente) usando la técnica de covarianza para calcular los flujos medios de energía, agua y CO2). Fuente: Tesis de maestría Garret Bradford.

Como micro-meteorólogo, Andrew Oliphant; presidente del Departamento de Geografía y Medio Ambiente de la Universidad Estatal de San Francisco, vio el evento como una oportunidad para estudiar el efecto climático de una ciudad temporal ocupada por más de 70,000 personas. “Black Rock City (BRC) proporciona un laboratorio único para estudiar el impacto de una ciudad desde su atmósfera, ya que experimenta una evolución completa desde un desierto árido y deshabitado a un paisaje urbano densamente poblado”, dice Oliphant. “Normalmente, cuando estudiamos el microclima de las ciudades, es difícil evaluar cómo sería el paisaje si la ciudad no estuviera allí o si la ciudad fuera significativamente diferente. BRC nos dio la oportunidad de hacer este análisis”.

“Queríamos investigar el impacto micro-meteorológico cambiante de BRC a medida que evolucionaba. Esto incluye las propiedades cambiantes de fricción de la superficie, el balance energético de la superficie y el efecto de isla relacionada con el calor urbano, y las emisiones urbanas de CO2. Resultó ser un laboratorio perfecto para nosotros porque el sitio es árido, plano y sin vegetación por al menos 5 kilómetros en todas las direcciones. Por lo tanto, las propiedades de fricción de la superficie son extremadamente mínimas antes de la construcción de la ciudad y no hay fuentes o sumideros de CO2 de la vegetación, no hay transpiración y muy poca evaporación del sedimento seco del lecho del lago”.

Configuración Andrew Oliphant coloca los instrumentos en la torre principal durante el despliegue. Foto: Ryan Thorp

“La longitud de la rugosidad de la superficie es una medida micro-meteorológica de las características de fricción de la superficie del terreno. Una mayor longitud de rugosidad implica una superficie más rugosa con una mayor fricción en la masa de aire que fluye sobre ella. Esta se puede medir utilizando perfiles de velocidad del viento y anemómetros sónicos tridimensionales. También se puede modelar teniendo en cuenta los patrones de los elementos de rugosidad de la superficie utilizando información detectada de forma remota a través de un modelo SIG.

“Se utilizaron perfiles de velocidad del viento para determinar la longitud cambiante de la rugosidad de la superficie y validar la información relacionada modelada en el SIG. El balance de energía de la superficie se midió para determinar los impactos de la ciudad ya construida sobre los flujos de calor en la superficie, y se realizaron mediciones de temperatura para determinar el estado de la isla de calor urbano. Asimismo, se midieron los flujos de CO2 en la atmósfera superficial para determinar las emisiones urbanas”.

TowerCity La torre principal de la ciudad durante el festival. Foto: Andrew Oliphant

Oliphant y su equipo utilizaron el Sistema de Perfiles Atmosféricos Móviles de la Universidad Estatal de California (CSU-MAPS) para el proyecto. Esta es una torre micro-meteorológica móvil de 30,5 metros de altura equipada con instrumentos de covarianza Eddy, así como perfiles de temperatura y velocidad del viento, y componentes de presupuesto de radiación. Las mediciones de covarianza de Eddy utilizan un analizador de gases de alta frecuencia (LI-7500) y un anemómetro sónico tridimensional (CSAT3) que determinan los flujos de CO2 en la superficie de la atmósfera, el vapor de agua y el calor sensible. Se implementó antes del inicio del festival y se realizaron mediciones a una frecuencia de muestreo de 10 Hz durante todo el período de estudio. Se desplegó una torre más pequeña y equipada de manera similar fuera de la ciudad en la playa abierta, y se usó una bicicleta instrumentada para medir los perfiles de temperatura en toda la ciudad. El equipo tomó mediciones regulares durante 12 días, que incluyen el período de construcción de la ciudad que tuvo lugar durante los 5 días anteriores a la apertura de las puertas al público, hasta 2 días después de finalizado el evento. Otros datos utilizados provienen de la organización Burning Man e incluyen un informe del censo que detalla los cambios en la población, así como encuestas de transporte y consumo de energía de los asistentes.

PlayaTower La torre secundaria ubicada en la playa abierta fuera de la ciudad (utilizada para comparación). Foto: Andrew Oliphant

“Si bien algunos obstáculos o estructuras dentro de BRC eran más altos que 10 metros, la mayoría de los objetos estudiados variaban entre 1,5 y 4 metros, con pequeñas carpas y automóviles de pasajeros en el extremo inferior del rango y vehículos recreativos, camiones y contenedores de envío, en la parte alta del rango”, dice Oliphant. “Basándonos en este rango, se seleccionaron 2.5 metros como la altura promedio de los obstáculos. Determinamos que los perfiles de viento mostraron una reducción en la velocidad del viento después de la construcción de la ciudad, particularmente por debajo de los 5 metros e indicaron un aumento en la longitud de la rugosidad. Sin embargo, la radiación de la superficie y los flujos de energía no cambiaron después del ensamblaje de la ciudad. Tampoco se detectó ningún efecto de isla de calor, que normalmente tiene lugar en las ciudades porque las superficies como el concreto y el asfalto capturan el calor del sol durante el día y lo liberan por la noche. Debido a que no había tales superficies para absorber el calor del sol en BRC, no hubo posterior liberación adicional de calor por la noche”.

MobileTower Malori Redman realiza mediciones móviles para el análisis de islas de calor urbano. Foto: Andrew Oliphant

“Obtuvimos las imágenes de BRC de un satélite WorldView-2”, dice Garrett Bradford, un miembro del equipo. “Se agudizó a 0,5 metros utilizando un método de fusión de espacio de color hiperférico. Luego recortamos la imagen resultante en el cuadro delimitador establecido de BRC usando el programa ERDAS Imagine. Posteriormente fue segmentado en 2 clasificaciones de rugosidad: “playa” y “otro” usando eCognition. Utilizamos estudios de campo combinados con fotografías aéreas y terrestres para estimar la distribución de las alturas de obstáculos, verificar la precisión posicional de las imágenes y validar las clasificaciones finales. La base de datos de rugosidad resultante se exportó a ArcMap, donde se agregó un perfil de terreno y obstáculo a la imagen BRC. Luego se aplicó un modelo analítico de huella de flujo a la imagen resultante para estimar los parámetros efectivos de rugosidad de la misma área que los anemómetros de torre están midiendo, con el fin de comparar los resultados morfométricos derivados de aplicar el modelo basado en SIG con las estimaciones anemométricas. El modelo de huella se procesó utilizando MATLAB para crear una cuadrícula de 5 metros girada en la dirección media del viento. Finalmente, se exportó al formato ASRII GRID de ESRI para dividir la imagen en áreas de igual tamaño para fines analíticos”.

“Debido a que el diseño urbano y los elementos de construcción en BRC son similares a los que se encuentran en otros asentamientos temporales o informales; como campamentos de refugiados, barrios de chozas o favelas, nuestros hallazgos pueden aplicarse a ellos”, concluye Oliphant. “Los modelos de pronóstico y los modelos de transporte de contaminación del aire utilizan características de rugosidad generadas a partir de estudios realizados en ciudades tradicionales. Las longitudes de rugosidad calculadas en este estudio podrían aplicarse para mejorar los modelos utilizados en entornos urbanos temporales”.

Camp Antenna Banner de campamento temático y torre principal. Foto: Andrew Oliphant

Sobre el autor:

Jim Baumann

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