The Hurst coefficient and lacunarity applied to atmospheric sub-micron particle data

• Autores: Rubén Darío Arizabalo Salas, Gustavo Sosa Iglesias, Eugenio González-Avalos
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 5, Nº. 2, 2011
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    El estudio de la contaminación del aire se basa en la caracterización de partículas sub-micrométricas y el análisis fractal es una nueva herramienta para describirlas. Para obtener datos experimentales sobre las partículas atmosféricas emitidas por vehículos, de una refinería y de una Planta de Electricidad en la Región de Tula (Estado de Hidalgo, México) se midieron concentraciones de partículas atmosféricas desde el 24 de marzo al 24 de abril como parte de la Campaña MILAGRO (2006) en la estación de Jasso por medio de un SMPS. De los días de la Campaña, 16 fueron seleccionados para llevar a cabo el análisis fractal de los datos experimentales a través del coeficiente de Hurst (H) y de Lagunaridad (L). En este trabajo, el coeficiente de Hurst fue asociado con las variaciones (rugosidad) observadas en las concentraciones de partículas y en los procesos de formación de partículas (nucleación, Aitken, acumulación), los cuales están asociadas con la intensidad de las emisiones a través del tiempo. Con respecto a la lagunaridad, ésta proporcionó información sobre la distribución de los tamaños de partículas (lagunas) y el tipo de procesos de formación de partículas que ocurrieron a lo largo de los días de muestreo.

  • English

    The study of air pollution is based on the characterization of sub-micrometric atmospheric particles, and the fractal analysis is a new tool for describing them. In order to obtain experimental data about the atmospheric particles emitted by vehicles, a Refinery and a Power Plant in the Tula region (Hidalgo State, Mexico), atmospheric particle concentrations were measured from March 24 to April 24 as part of the MILAGRO campaign (2006) at the Jasso Station by means of an SMPS. From the campaign days, 16 were selected to perform the fractal analysis of the experimental data through the Hurst coefficient (H) and lacunarity (L). In this work, the Hurst coefficient was associated with the variations (roughness) concerning both the particle concentrations and particle formation processes (nucleation, Aitken, accumulation), which are connected with the intensity of the emissions throughout time. As for lacunarity, it provided information about the distribution of the particle sizes (lagoons) and the type of particle formation processes occurring through the sampling days.