Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620180003&lang=es vol. 31 num. 3 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Total ozone mass calculation to assess the global ozone behavior]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300189&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT This work presents an assessment of the global and hemispheric total ozone mass and its interannual variations, using the total number of daily satellite measurements from the Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) version 8 and Ozone Monitoring Instrument (OMI) level 3. The mean total ozone mass was 3.1283 ± 0.1337 × 1012 kg from November 1978 to November 1979, and 2.9979 ± 0.0917 × 1012 kg from November 2004 to November 2005. The difference (1.3033 ± 0.3221 × 1011 kg) represents a 4.2 ± 0.3% decrease in 26 yrs (1.615 ± 0.113% per decade), around 3% corresponding to the Northern Hemisphere and 5% corresponding to the Southern Hemisphere; 1.2 and 2.0% per decade, respectively. Differences in total ozone mass trends between Northern and Southern hemispheres indicate a change in geographic ozone distribution in the Southern Hemisphere. A linear fit between November 1978 and November 1991 shows a global ozone decrease of 4.72 × 109 kg per year, representing a loss of 1.5% per decade. Additionally, we found a net interannual variation of 16% of the total quantity existing during the equinoxes, when the maximum annual total ozone mass is reached.<hr/>RESUMEN Utilizando la totalidad de las mediciones de satélite obtenidas diariamente con el espectrómetro para mapear ozono total (TOMS, por sus siglas en inglés) versión 8 y el instrumento para monitoreo del ozono (OMI, por sus siglas en inglés) nivel 3 de la NASA, en este trabajo se presenta la cuantificación de la masa total global y hemisférica de ozono y el análisis de sus variaciones interanuales. El valor promedio global de la masa de ozono entre noviembre de 1978 y noviembre de 1979 fue de 3.1283 ± 0.1337 × 1012 kg mientras que de noviembre de 2004 a noviembre de 2005 fue de 2.9979 ± 0.0917 × 1012 kg. La diferencia (1.3033 ± 0.3221 × 1011 kg) representa una disminución de 4.2 ± 0.3% en 26 años (1.615 ± 0.113% por década), alrededor de 3% correspondiente al hemisferio norte y 5% al hemisferio sur, lo cual implica una disminución de 1.2 y 2.0% por década, respectivamente. La diferencia en las tendencias del ozono entre los hemisferios norte y sur evidencia cambios importantes en la distribución geográfica del ozono en el hemisferio sur. El ajuste lineal arroja resultados similares: de noviembre de 1978 a noviembre de 1991 se observa una disminución global de 4.72 × 109 kg por año, lo cual representa una pérdida de 1.5 % por década. Adicionalmente se encontró una variación interanual neta de 16% en la cantidad total de ozono existente durante los equinoccios, periodos en que se alcanza el valor máximo de la masa total de ozono. <![CDATA[Spatial and temporal Hurst exponent variability of rainfall series based on the climatological distribution in a semiarid region in Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300199&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT A fractal analysis from rainfall events registered in a semiarid region was carried out. The analysis was executed for Baja California, Mexico, a region that presents a high climatological variability. Rainfall data from 92 climate stations distributed along the region of study with at least 30 years of records were used. By studying the rainfall series patterns, the Hurst exponent values were obtained (both spatial and temporal) as well as their relation with the variables for annual average temperature, annual average rainfall, altitude and climatological distribution. The rescaled range method, box counting method, and multifractal detrended fluctuation analysis were successfully applied, having as a result the average value of the Hurst exponent for different time scales. Data showed that the daily rainfall series tend to present a persistent pattern; besides, the Hurst exponent values (H u ) were related to the type of climate, altitude, rainfall regime, and temperature of the studied area. The analysis of the Hurst exponent for different time scales showed that, at a smaller time scale, the Hurst value tends to increase; thus, the series present a stronger persistent behavior. Moreover, it can be confirmed that the fractal theory methodology allows analyzing the behaivor of a climate variable, in this case rainfall.<hr/>RESUMEN Se realiza un análisis fractal de los eventos de lluvia registrados en Baja California, México, una región semiárida que presenta amplia variabilidad climatológica. Se utilizan series de precipitación de 92 estaciones climatológicas con longitudes de registro mayores a 30 años. Se determinan patrones y características en las series de precipitaciones a partir de valores espaciales y temporales del exponente de Hurst, así como su relación con la temperatura y precipitación media anual, altitud y distribución climatológica. Se emplean con éxito los métodos de rango reescalado, conteo de cajas y análisis multifractal de fluctuación sin tendencia, lo cual permite obtener el valor promedio del exponente de Hurst para diferentes escalas de tiempo. Los datos muestran que la series de precipitación diaria tienden a presentar un patrón persistente; además, los valores del exponente de Hurst se relacionan con el tipo de clima, la altitud, el régimen de lluvias y la temperatura en la zona de estudio. El análisis del exponente de Hurst para diferentes escalas de tiempo evidencia que dicho exponente aumenta a medida que la escala de tiempo en consideración es menor; por lo tanto, la persistencia de la serie se hace más fuerte. Por otra parte, se puede confirmar que la teoría fractal permite analizar el comportamiento de una variable climática, en este caso, la precipitación. <![CDATA[A first approach to evaluate the vulnerability of islands’ vertebrates to climate change in Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300221&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Mexican islands are one of the most diverse territories in the world and consequently their conservation should be a national and international priority. Three main threats to islands’ diversity have been detected: invasive species, land use change and climate change. Most studies have been focused on invasive species and land use change. Actually, as far as we know, this work is the first approach to evaluate climate change impacts on the biodiversity of islands in Mexico. We had two main goals: to list the vertebrate species that have been registered in Mexican islands and to model the possible impacts of climate change in the distribution of islands’ vertebrates. To evaluate climate change impacts, we used the ecological niche modeling that relates geographic occurrences with environmental variables to create a bioclimatic profile that can be projected in other time and other geographic areas. In our results we obtained a list of species registered in Mexican islands that increased in more than twice the number of species acknowledged by the Mexican government and the ecological niche modeling of 54 vertebrate species. We found that the species list effort was very important, because knowing which species exist is the first step to preserve them. In terms of ecological niche modeling, we modeled mammals, reptiles and amphibians. From these three groups, reptiles were the group with greatest losses and more species in the top-ten vulnerable list. If we considered a no dispersion scenario, all evaluated species presented losses regarding their current potential distribution area. If the full dispersion scenario was taken into account, the net change value resulted positive for the majority of the species evaluated, consequently if no barriers exist and the dispersion ability is good enough, changes in climatic conditions might not be an important threat. However, this is not the case for most species evaluated. Areas with a higher number of species (richest areas) do show changes in the future with shifts to the east and north of the country. Finally, we could find significant differences between times and scenarios in terms of suitable area losses. Greatest losses can be found in the long term RCP 8.5 Wm-2 in comparison to the long term RCP 4.5 Wm-2, meaning that the direction that humanity takes in terms of climate change will have consequences on island biodiversity. In this work, we did not take into account the sea level rise, which is expected to have important impacts on islands species.<hr/>RESUMEN Las islas mexicanas son de los territorios más diversos del mundo y por lo tanto su conservación debería ser una prioridad nacional e internacional. Se han detectado tres amenazas principales para la conservación de la diversidad en las islas de México: especies invasoras, cambio de uso de suelo y cambio climático. La mayoría de los estudios se ha enfocado a evaluar con diferentes perspectivas la problemática de las especies invasoras, en tanto que otros han abordado como tema principal el cambio de uso de suelo. Sin embargo, este estudio es el primer intento de realizar una evaluación del impacto del cambio climático sobre las especies de las islas mexicanas. En este trabajo se tuvieron dos objetivos: generar una lista de especies registradas en islas y modelar el posible impacto del cambio climático sobre la distribución potencial de las especies. Para la modelación de los posibles impactos se utilizaron modelos de nicho ecológico. Esta herramienta se basa en relacionar puntos de presencias con variables ambientales con el fin de crear un perfil bioclimático que pueda proyectarse en otros tiempos y espacios geográficos. Se compiló información y se creó una nueva lista de especies en islas que duplica la cantidad que había registrado el gobierno mexicano; además, se realizó el modelado de nicho ecológico para 54 especies de vertebrados. El esfuerzo de compilación sobre especies de islas es un paso fundamental para su posterior conservación. En el caso del modelado de nicho ecológico, se decidió modelar especies de mamíferos, reptiles y anfibios. De estos tres grupos, los reptiles exhibieron mayores pérdidas y presentan el mayor número en la lista de especies más vulnerables. Si se considera un escenario sin dispersión, todas las especies evaluadas tienen pérdidas en sus áreas de distribución potencial a futuro. Sin embargo, si se toma en cuenta el escenario de dispersión total, el valor neto de cambio es positivo para la mayoría de las especies. En otras palabras, si no existen barreras humanas y la capacidad de dispersión es adecuada, es posible que el cambio en las condiciones climáticas no sea la amenaza principal para las especies residentes en islas. Al menos no en términos climáticos, pero habría que evaluar el papel que juega el incremento en el nivel del mar. No obstante, estas barreras ambientales y humanas existen en la mayoría de las especies evaluadas. Por otro lado, los mapas de riqueza muestran cambios futuros, ya que las áreas de mayor riqueza se desplazan al este y al norte. Finalmente, se encontraron diferencias significativas entre tiempos y escenarios en cuanto a pérdidas. Las mayores pérdidas se encontraron a largo plazo en el RCP 8.5 Wm-2 en comparación del RCP 4.5 Wm-2. Este resultado es relevante porque muestra que el rumbo que decida tomar la humanidad en términos de cambio climático tendrá impactos sobre la biodiversidad de las islas. Finalmente, recomendamos que futuros esfuerzos para evaluar vulnerabilidad al cambio climático incorporen el aumento en el nivel del mar, cuyas consecuencias esperadas sobre las especies de islas serán mucho más graves. <![CDATA[Spatial and temporal analysis of thunderstorm and rainfall activity over India]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300255&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Thunderstorms are one of the most devastating mesoscale severe weather phenomena, which play an important role in the occurrence of rainfall activity over a region. Therefore, in the present study an attempt has been made to identify the relationship between thunderstorm days (Thn), rainy days (Thr) and rainfall amounts (Trr) for 294 meteorological stations spreading over India, by means of published data (climatological normals) from the India Meteorological Department (IMD) for four periods, 1951-1980, 1961-1990, 1971-2000, and 1981-2010. The analysis has revealed a sharp decrease in the frequency of Thn, while Thr and Trr showed a slight decline. A significant correlation between Thn, Thr and Trr has been observed. Monthly analysis has exhibited a dual peak in the occurrence of Thn and single peak in rainfall activity; however, a time lag of one month in their peak occurrence was detected. These results show that the Indian summer monsoon affects significantly the thunderstorm activity over India. Seasonal analysis suggests that Thn, Thr and Trr are maximum during the monsoon season, while minimum during winters. Apart from this, Thn and Thr, and Thn and Trr have demonstrated a negative relationship during the monsoon, which may be anomalously due to decreasing temperature in India during that season. In addition, the spatial annual and seasonal pattern of the occurrence of Thn, Thr and Trr shows almost a similar pattern during 1951-1980. However, a sharp decline in the frequency of Thn has been observed during subsequent periods over all parts of the country. Likewise, a slight decline in the frequency of Thr and Trr has been observed over India, except in the northeast, where an increasing trend in rainfall activity has been observed. The computed ratio between Thn and Thr (R) has been found maximum during the pre-monsoon, whereas the ratio between Trr and Thn (RTR) during the monsoon season. Regional analysis of Thn, Thr and Trr revealed a wide range of variations in the occurrence of these parameters month after month. It is believed that the results presented in this study will be useful for weather forecasters, aircraft pilots, agriculturists and planners.<hr/>RESUMEN Las tormentas eléctricas son uno de los fenómenos meteorológicos severos de mesoescala más devastadores, y desempeñan un papel relevante en la incidencia de precipitación en una región. Por ello, en el presente estudio se trató de identificar la relación entre días de tormenta (Thn), días de lluvia (Thr) y cantidad de la precipitación (Trr) en 294 estaciones meteorológicas distribuidas a lo largo de la India por medio de datos (normales climatológicas) publicados por el Departamento Meteorológico de la India (IMD, por sus siglas en inglés) para cuatro periodos: 1951-1980, 1961-1990, 1971-2000 y 1981-2010. El análisis mostró la existencia de una reducción drástica en la frecuencia de Thn, mientras que Thr y Trr mostraron un descenso leve. Se observó una correlación significativa entre las tres variables. El análisis mensual mostró un pico doble en la ocurrencia de Thn y un pico sencillo en la precipitación; sin embargo, se advirtió un intervalo de un mes entre la presentación de estos picos. Estos resultados demuestran que el monzón de verano de la India afecta de manera significativa la actividad de las tormentas eléctricas. El análisis estacional sugiere que Thn, Thr y Trr alcanzaron sus máximos durante la estación del monzón y sus mínimos durante el invierno. Por otra parte, se ha demostrado la existencia de una relación negativa entre Thn y Thr, y Thn y Trr durante el monzón, anomalía que puede deberse a la temperatura decreciente en la India durante dicha estación. Adicionalmente, el patrón espacial mensual y estacional de la ocurrencia de Thn, Thr y Trr permanece casi inalterado en el periodo 1951-1980. No obstante, se observó una disminución drástica en la frecuencia de Thn en los periodos subsiguientes en todo el país. De manera similar, se percibió una leve disminución en la frecuencia de Thr y Trr sobre la India, excepto en el noreste, que exhibe una tendencia al alza en la precipitación. Se ha encontrado que el índice Thn/Thr (R) alcanza su máximo en la temporada previa al monzón, mientras que el índice Trr/Thn alcanza su máximo durante la temporada del monzón. El análisis regional de Thn, Thr y Trr muestra una amplia gama de variaciones en la ocurrencia de estos patrones a lo largo del año. Se considera que los resultados de este estudio serán de utilidad para los meteorólogos, pilotos aviadores, agricultores y planificadores. <![CDATA[Connections in the development of tropical cyclone Mitch (1998): A tribute to the human loss in this calamity]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300285&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Tropical cyclone Mitch, which occurred in October 1998 on the Caribbean Sea, is studied. Mitch affected countries in Central America, where it caused great economic and human losses, and the authors believe that the scientific community has not paid enough attention to this phenomenon. Two NE-SE oriented dipole patterns associated with their convergence-divergence zones contributed significantly to its formation and intensification, which are analyzed from the observational synoptic point of view. The most remarkable characteristics of this phenomenon in the mean field occurred between October 18 and November 4, 1998 when another NW-SE dipolar pattern was formed, consisting of a high-level anticyclone from North America (HLA) and a high-level anticyclone from South America (HLC). To discern these patterns, two data sources were used: the NCAR-ds627.0 (ERA-Interim) reanalysis and the NCEP/NCAR reanalysis. The simplest idealization of the NW-SE dipolar vortex is a tropical modon, which is an exact solution of the barotropic vorticity equation (BVE) on a rotating sphere. The role of the HLA and the HLC in the excitation of tropical waves is explored using a numerical spectral method for sutdying the normal mode stability of exact solutions of the BVE. The initiation of the tropical wave at low levels could be associated with disturbances at high levels of the most unstable normal mode.<hr/>RESUMEN Se estudia el ciclón tropical Mitch, que ocurrió en el mar Caribe en octubre de 1998. Mitch afectó a varios países de Centroamérica, donde causó grandes pérdidas humanas y económicas, y los autores consideran que la comunidad científica no le ha otorgado la atención que requiere. Dos patrones dipolares con orientación NE-SE asociados con sus zonas de convergencia-divergencia contribuyeron significativamente a su formación e intensificación, las cuales se analizan desde el punto de vista sinóptico observacional. Las características más notables de este fenómeno en el campo medio ocurrieron entre el 18 de octubre y el 4 de noviembre de 1998, cuando se formó otro patrón dipolar con dirección NO-SE, conformado por un anticiclón de Norteamérica de niveles altos (HLA, por sus siglas en inglés) y un anticiclón de Sudamérica de niveles altos (HLC, por sus siglas en inglés). Para discernir estos patrones se utilizaron dos fuentes de datos: el reanálisis NCAR-ds627.0 (ERA-Interim) y el de NCEP/NCAR. La idealización más simple de un vórtice dipolar NO-SE es un modón tropical, que es una solución exacta de la ecuación de vorticidad barotrópica (BVE, por sus siglas en inglés) en una esfera en rotación. Se explora el papel del HLA y el HLC en la excitación de las ondas tropicales utilizando un método espectral numérico para estudiar el modo de estabilidad normal de las soluciones exactas de la BVE. La iniciación de la onda tropical en niveles bajos podría estar asociada con perturbaciones en niveles altos del modo normal más inestable. <![CDATA[Absolute homogeneity assessment of precipitation time series in an arid region of Pakistan]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362018000300301&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT Homogeneity evaluations are usually performed on the total annual precipitation data, which often fails to detect non-homogeneity in seasonal precipitation. Furthermore, it is required to assess homogeneity using multiple methods as the performance of homogeneity testing methods depend on the distribution of the data. This is particularly important for the arid region where distributions of seasonal and annual rainfall are often non-normal. The homogeneity of annual and monthly precipitation datasets of 14 meteorological stations located in the arid region of Pakistan was assessed in this study using the Pettitt’s test, the standard normal homogeneity test (SNHT), the cumulative deviation test, the von Neumann’s ratio test, the Bayesian test, the Worsley’s likelihood ratio test, and Student’s t-test at a 95% confidence level. The rainfall series were categorized into three classes, namely “useful”, “doubtful” and “suspect” based on the results of different homogeneity tests. Results suggest that rainfall time series for most of the months in all the stations are useful. The rainfall time series are found doubtful for the month of June at two stations, for April at one station, and suspect for November at only one station. On the other hand, the annual series were found useful at 12 stations and suspect at two stations. Comparison of different homogeneity tests revealed that SNHT and Worsley’s tests are the most sensitive, and cumulative deviation test is the least sensitive to changes in monthly precipitation data. In the case of annual series, the von Neumann’s test was found most sensitive compared to other tests.<hr/>RESUMEN Las evaluaciones de homogeneidad se realizan por lo general mediante datos de precipitación total anual, que a menudo fallan en la detección de homogeneidad en la precipitación estacional. Más aún, es necesario valorar la homogeneidad utilizando varios métodos, ya que el desempeño del método para probar la homogeneidad depende de la distribución de los datos. Esto es particularmente importante en regiones áridas, donde la distribución de la precipitación anual y estacional a menudo no son normales. En este estudio se evaluó la homogeneidad de conjuntos de datos de precipitación mensual y anual de 14 estaciones meteorológicas ubicadas en la región árida de Paquistán, utilizando para ello las pruebas bayesiana, de Pettitt, de homogeneidad normal estándar (SNHT, por sus siglas en inglés), de desviación acumulativa, de proporcionalidad de von Neumann, de verosimilitud de proporciones de Worsley y t de Student a un nivel de confianza de 95%. Las series de precipitación se clasificaron en tres clases, a saber “útiles”, “dudosas” y “sospechosas”, con base en los resultados de diferentes pruebas de homogeneidad. Los resultados sugieren que las series de tiempo de precipitación para la mayoría de los meses en todas las estaciones son útiles. Las series de tiempo de precipitación resultan dudosas para junio en dos estaciones y para abril en una estación; también se sospecha que sean dudosas para noviembre en otra estación. Por otra parte, se encontró que las series anuales son útiles en 12 estaciones y sospechosas en otras dos. La comparación de diferentes pruebas de homogeneidad reveló que las pruebas SNHT y Worsley son más sensibles, en tanto que la prueba de desviación acumulativa es la menos sensible a los cambios en los datos de precipitación mensual. En el caso de la precipitación anual, se encontró que la prueba de von Neumann es más sensible en comparación con las otras.