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El impacto de los efectos directos e indirectos de los aerosoles atmosfericos en el balance radiativo del sistema Tierra-Atmosfera genera una enorme problematica de aspectos climaticos con consecuencias tanto en el campo cientifico como social que hace necesaria su monitorizacion y analisis global a largo plazo. Los diferentes trabajos que componen esta tesis doctoral se basan, fundamentalmente, en las siguientes magnitudes: Espesor Optico de Aerosoles (AOD) y Exponente de Angstrom (AE) proporcionadas por la red AERONET (AErosol RObotic NETwork) que ofrecen informacion sobre toda la columna atmosferica, y las diversas fracciones de Materia Particulada (PMx, x=10 o 2.5 µm) obtenidas de la red EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) que dan informacion de lo que ocurre a nivel de superficie. Las magnitudes AOD y PM10 dan cuenta de la carga de aerosol mientras que AE y la fraccion PM2.5/PM10 (PM ratio) indican el tamano de las particulas. Ademas, aplicando un algoritmo de inversion a los datos de radiancia de cielo y AOD de la red AERONET se genera una serie de parametros como la distribucion de tamanos, el radio efectivo, el volumen de concentracion, la esfericidad, el albedo de dispersion simple o el factor de asimetria, que representan las propiedades microfisicas y opticas de los aerosoles. Todas estas magnitudes han sido analizadas en este trabajo de tesis doctoral a fin de obtener su completa caracterizacion en la zona de estudio. Con objeto de ampliar el conocimiento sobre los aerosoles atmosfericos en la zona centro norte de la Peninsula Iberica (PI), se analizan, bajo un enfoque climatologico que abarca 12 anos de medidas (2003-2014), las dos bases de datos mencionadas que nos ofrecen informacion complementaria en columna y superficie. Una de las principales caracteristicas del area en la que se centra esta tesis doctoral es que presenta una estacion de AERONET (Palencia, de la cual es responsable el Grupo de Optica Atmosferica de la Universidad de Valladolid desde el ano 2003) y otra de EMEP (Penausende, Zamora) muy cercanas y que permiten la realizacion de un estudio de este tipo. Cabe destacar que pocas regiones en la peninsula e incluso en Europa poseen series de datos simultaneas de estas caracteristicas y duracion. Ambas estaciones han sido caracterizadas como estaciones de fondo regional limpio alejadas de grandes nucleos urbanos o industriales por lo que ademas de ser representativas del area, permiten la deteccion de eventos de alta turbiedad atmosferica. Debido a la localizacion geografica de la zona de estudio y a su cercania con la mayor fuente de aerosol de origen natural desertico del hemisferio Norte, el desierto del Sahara, el trabajo aqui presentado se ha centrado en la deteccion, estudio y caracterizacion de este tipo de aerosol. La relacion entre las concentraciones a nivel de superficie y los datos en columna ha mostrado ser de especial interes a la hora de realizar estudios de caracterizacion de aerosoles desde un punto de vista climatologico. Por tanto, en este trabajo hemos caracterizado en primer lugar la zona de estudio obteniendo sus principales caracteristicas: ciclo anual de intensidad y parametro de tamano de las particulas, estadisticas basicas, promedios anuales y tendencias. Una vez caracterizadas las principales magnitudes de aerosoles en el area de estudio, se ha desarrollado y aplicado una metodologia para la deteccion de intrusiones de aerosol desertico a partir de una inspeccion visual de la informacion principal AOD-AE-PM10 y el analisis de cierta informacion complementaria. La metodologia cuenta con la ventaja de que permite la clasificacion de los dias con intrusion de aerosol desertico en dos grupos, el “D” (Desert) que corresponde a aquellos con un fuerte caracter desertico, y el “MD” (Mixed Desert), en los que el aerosol desertico presenta mezcla, en mayor o menor medida, con otros tipos de aerosoles. Gracias a la evaluacion de este inventario, se han podido establecer los ciclos anuales y la evolucion temporal de la ocurrencia de dias y episodios de intrusion desertica asi como la contribucion de estos a los valores totales de la carga de aerosol en columna (AOD) y superficie (PM10). Los escenarios sinopticos que propician la llegada de dichas intrusiones tambien han sido analizados. En ultimo lugar, y para caracterizar completamente las intrusiones deserticas en el area de estudio, se han analizado en detalle sus propiedades microfisicas y opticas asi como las relaciones entre ellas, mostrando que establecer distintos tipos de intervalos en funcion del peso de la fraccion fina mejora la interpretacion de las relaciones entre todas estas propiedades.

Estudio de las propiedades en columna y superficie del aerosol atmosférico en la zona centro-norte de la Península Ibérica: énfasis en aerosol desértico