Por Héctor Jorquera*/
El ozono troposférico es uno de los contaminantes del aire más problemáticos en ciudades ubicadas en zonas de alta montaña, como Quito, Ecuador. A diferencia del ozono estratosférico, que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta, el ozono a nivel del suelo se forma a partir de reacciones fotoquímicas entre óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV), favorecidas por una intensa radiación solar. En ciudades andinas, estas reacciones se ven amplificadas por la elevada altitud, la topografía compleja y condiciones meteorológicas particulares, lo que dificulta tanto el control como el pronóstico de episodios de mala calidad del aire.
Este estudio evalúa la capacidad del modelo atmosférico WRF-Chem (Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry) para realizar pronósticos de ozono a corto plazo (24 y 48 horas) en Quito durante distintos períodos del año 2018, representativos de la estación húmeda, la estación seca y condiciones de transición. El objetivo principal fue analizar si un modelo de química atmosférica de alta resolución puede servir como base para un sistema operativo de alerta temprana de ozono en una ciudad tropical de gran altitud.
Las simulaciones se realizaron con una resolución espacial de 2 km y se compararon con observaciones horarias de ozono provenientes de seis estaciones de monitoreo de la red oficial de calidad del aire de Quito. Los resultados muestran que el modelo reproduce adecuadamente los patrones diarios y estacionales del ozono, incluyendo el aumento de concentraciones durante la mañana y los máximos alrededor del mediodía, asociados a la radiación solar. Sin embargo, también se identificaron sesgos sistemáticos, especialmente una subestimación de los picos diurnos y una sobreestimación de las concentraciones nocturnas, más notoria en zonas industriales.
Para corregir estos sesgos, se aplicó una técnica estadística simple conocida como Model Output Statistics (MOS), basada en regresión lineal entre valores modelados y observados. Esta corrección permitió mejorar significativamente el desempeño del pronóstico, aumentando los coeficientes de determinación hasta valores cercanos a 0.9–0.98 en varias estaciones y reduciendo los errores absolutos a rangos de 4 a 7 µg/m³.
Un aspecto clave del estudio fue la evaluación independiente de los pronósticos de abril 2018, utilizando factores de corrección obtenidos en marzo 2018. Este ejercicio demostró que las correcciones estadísticas pueden transferirse exitosamente entre meses con condiciones climáticas similares, mejorando de forma sustancial la capacidad predictiva del modelo incluso fuera del período de ajuste. Esto es particularmente relevante para aplicaciones operativas, ya que reduce la necesidad de recalibraciones frecuentes.
En conjunto, los resultados indican que WRF-Chem proporciona una base física robusta para el pronóstico de ozono en Quito, y que su desempeño puede mejorarse de manera eficiente mediante correcciones estadísticas transparentes y de bajo costo computacional. El enfoque propuesto es replicable y puede adaptarse a otras ciudades tropicales de alta montaña, contribuyendo al desarrollo de sistemas de alerta temprana y al apoyo de políticas públicas orientadas a la gestión de la calidad del aire y la protección de la salud.
(A) Mapa de concentraciones de ozono superficial estimadas mediante el modelo WRF-Chem para una hora representativa del día (09:00 hora local). Se indican las estaciones de monitoreo de calidad del aire utilizadas en el estudio. (B) Ciclo diario del ozono en la estación El Camal, comparando observaciones y pronóstico, mostrando la capacidad del modelo para reproducir la variación diaria del contaminante en la ciudad.
*Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile.
1Mancheno, G.; Jorquera, H. Advancing Ozone Forecasting in High-Altitude Tropical Cities: A WRF-Chem Application for Quito, Ecuador. Atmospheric Pollut. Res. 2026, https://doi.org/10.1016/j.apr.2026.102925
