Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620170004&lang=pt vol. 30 num. 4 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[LIDAR ground-based velocity track display analyses and surface observations of a vortex shedding event observed at the Hong Kong International Airport on April 11, 2011]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400275&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT Vortex shedding occurs downstream of Lantau Island over the Hong Kong International Airport and can be hazardous to aircraft operating from that airport. An in-depth analysis of a vortex shedding structure is conducted using surface observations and Ground-Based Velocity Track Display (GBVTD) analysis of the Doppler Light Detection and Ranging (LIDAR) data. This in-depth examination of the surface data indicates that brief wind anomalies were observed simultaneously with the passage of the vortices. Winds simulated using an idealized vortex model constructed using LIDAR-estimated properties of each vortex fit reasonably well with the weather buoy wind and pressure observations. GBVTD retrievals indicate radial convergence and upward motion at most times throughout the lifecycle of the vortices. This paper aims to document the three-dimensional structure of such vortices shedded from the mountains, which may be useful for aviation safety involving wind shear detection, avoidance and recovery at airports with similar terrain features nearby.<hr/>RESUMEN Cerca de la isla de Lantau, contigua al Aeropuerto Internacional de Hong Kong, se observan vórtices fragmentados que pueden poner en peligro las operaciones aéreas en dicha terminal. Se efectúa un análisis detallado de la estructura de un vórtice fragmentado mediante observaciones de superficie, así como el análisis de datos de un dispositivo Doppler para medición de luz y distancia (LIDAR, por sus siglas en inglés) con el algoritmo para cálculo de vientos GBVTD (ground-based velocity track display). Este análisis exhaustivo de datos de superficie muestra la presencia de irregularidades del viento que ocurrieron simultáneamente al paso de los vórtices. Los vientos simulados con un modelo idealizado de vórtice, desarrollado a partir de las propiedades de cada vórtice estimadas con LIDAR, se ajustan adecuadamente a las observaciones de viento y presión obtenidas por las boyas meteorológicas. Los datos analizados con el algoritmo GBVTD indican la presencia de convergencia radial y movimiento vertical casi en todo momento durante el ciclo de vida de los vórtices. Este trabajo busca documentar la estructura tridimensional de dichos vórtices fragmentados por las montañas, lo que podría ser de utilidad para la seguridad aérea con relación a la detección, evitación y recuperación de cizallamientos de viento, en aeropuertos con características de terreno similares. <![CDATA[Performance of cumulus parameterization schemes in the simulation of Indian Summer Monsoon using RegCM4]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400287&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT The Indian Summer Monsoon (ISM) is driven by organized large-scale convection; hence, its simulation is expected to depend on an appropriate representation of cumulus convection in the model. In the present study, the performance of different cumulus parameterization schemes is examined towards simulations of the ISM. The Regional Climate Model (RegCM4) is coupled with the Community Land Model (CLM 3.5) at 30 km resolution for the period May 1-September 30 for seasonal simulation of the ISM in three consecutive years, 2007, 2008, and 2009. Five numerical experiments with five convection schemes (Kuo, Grell, MIT, GO_ML [Grell over ocean and MIT over land], GL_MO [Grell over land and MIT over ocean]) are conducted for each of these three years. Some important features of the ISM simulated by the model, viz. low level westerly jet, upper level easterly jet, heat low, Tibetan high, etc., are analyzed and compared with that of the National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis. We found that the heat low over northwest India and Pakistan in all the three years is better simulated by the model with the MIT convection scheme compared to other convection schemes, whereas spatial distribution and accuracy of surface temperature is better simulated using GL_MO rather than MIT. The low level westerly jet is well captured by the model with MIT with slightly weaker strength compared to the National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis. The location and strength of the tropical easterly jet is well predicted in each simulation with some uncertainty in strength, and are better simulated with MIT. The comparison of the model simulated rainfall with 0.5º × 0.5º datasets from the Climate Research Unit (CRU TS3.22) indicates that seasonal and monthly average rainfall are well simulated with MIT and GO_ML; however, the same over central and western India is significantly underestimated by the model with all the convection schemes. Comparatively, higher sensible heat flux and lower latent heat flux are noticed in the model simulation with all schemes. This change of fluxes affects surface temperature and rainfall simulation significantly. The statistical analysis indicates that surface temperature and rainfall are well reproduced by the model with GL_MO and GO_ML, but circulation is better simulated with MIT only. It is observed that although the bias in the model with MIT is slightly higher than that of the two mixed schemes, the spatial distribution and other synoptic features of surface temperature and rainfall during ISM are well simulated. Thus, considering overall performances, the RegCM4 with MIT the cumulus convection scheme provides better simulation of seasonal and monthly features of the monsoon.<hr/>RESUMEN El monzón de verano de la India (MVI) se origina a partir de una convección de gran escala, por lo que su simulación debe basarse en la representación adecuada de la convección de cumulus en el modelo. En este estudio se analiza el desempeño de diversos esquemas de parametrización en simulaciones del MVI. El modelo climático regional RegCM4 se acopla con el modelo de suelo CLM 3.5 con una resolución de 30 km para simular el MVI en el periodo comprendido entre el 1 de mayo y el 30 de septiembre en tres años consecutivos: 2007, 2008 y 2009. Se llevaron a cabo cinco experimentos numéricos con cinco esquemas de convección (Kuo, Grell, MIT, GO_ML [MIT sobre tierra y Grell sobre el océano] y GL_MO [Grell sobre tierra y MIT sobre el océano]) para cada uno de los años mencionados. Algunas características importantes del MVI simulado con el modelo, a saber la corriente en chorro del oeste de niveles bajos, la corriente en chorro del este de niveles altos, los sistemas de baja presión superficial y los de alta presión sobre la meseta tibetana, etc., se analizan y comparan con datos de reanálisis del National Center for Environmental Prediction (NCEP). Se encontró que el modelo con el esquema de convección MIT simula mejor los sistemas de baja presión superficial asociados con alta temperatura en el noroeste de la India y Paquistán durante los tres años, en tanto que el esquema GL_MO simula mejor la distribución espacial y exactitud de la temperatura. El modelo con el esquema de convección MIT reproduce adecuadamente la corriente en chorro del oeste de niveles bajos con fuerza algo menor que el reanálisis del NCEP. Todos los esquemas simularon aceptablemente la ubicación y fuerza de la corriente en chorro tropical del este, con cierta incertidumbre en cuanto a la fuerza, y mayor exactitud con el esquema MIT. La comparación entre la precipitación simulada y las bases de datos de la Unidad de Investigación del Clima con resolución de 0.5º (CRU TS3.22) indica que la precipitación media estacional y mensual se simula mejor con los esquemas de convección MIT y GO_ML. Sin embargo, todos los esquemas de convección del modelo subestiman de manera significativa estas mismas variables sobre el centro y el oeste de la India. Un flujo mayor de calor sensible y un flujo menor de calor latente afectan de manera significativa la simulación de temperatura superficial y precipitación con todos los esquemas. El análisis estadístico indica que los esquemas GL_MO y GO_ML del modelo reproducen de manera adecuada la temperatura superficial y la cantidad de precipitación, pero el esquema MIT simula mejor la circulación. Aunque este último implica una desviación ligeramente mayor a la de los dos esquemas combinados, se observó que la distribución espacial y otras características sinópticas de la temperatura superficial y la precipitación durante el MVI fueron bien simuladas por el esquema MIT. En conclusión, tomando en cuenta el desempeño de todos los esquemas, el modelo RegCM4 con el esquema MIT de convección de cumulus ofrece una mejor simulación de las características estacionales y mensuales del MVI. <![CDATA[Carbon fluxes above a deciduous forest in Greece]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400311&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ΑBSTRACT Photosynthetic production in forest ecosystems occurs through the absorption of light and CO2. The present work deals with CO2 and carbon flux densities above a deciduous forest in Greece, the southernmost monitoring site in Europe. Results show annual net carbon absorption of 7.6 t C ha-1 y-1, indicating that this forest is a strong carbon sink compared to other European sites. However, absorbance may be reduced by 1 μmol m-2 s-1 for every 1.5 ºC above-canopy air temperature increase or 0.015 cm3 cm-3 active root-zone moisture depletion, beyond estimated optimum values. The forest acts as a carbon sink from late April to early November and as a source of carbon in the remaining period of the year. The highest CO2 net absorption flux occurs during June-July (approximately 200 g C m-2 month-1).<hr/>RESUMEN La producción fotosintética en ecosistemas forestales se lleva a cabo mediante la absorción de luz y CO2. El presente estudio analiza las densidades de los flujos de carbono y CO2 sobre un bosque caducifolio en Grecia, que es el sitio de monitoreo más meridional de Europa. Los resultados muestran una absorción anual neta de carbono de 7.6 t C ha-1 y-1, lo cual indica que este bosque es un sumidero de carbono importante en comparación con otros bosques europeos. Sin embargo, la absorción puede reducirse 1 μmol m-2 s-1 por cada 1.5 ºC de aumento de la temperatura del aire por encima de la cobertura forestal, o con una reducción de la humedad en la zona de las raíces de 0.015 cm3 cm-3 por debajo de los valores óptimos estimados. El bosque actúa como sumidero de carbono desde finales de abril hasta principios de noviembre y como fuente de carbono durante el resto del año. La mayor absorción neta de CO2 ocurre durante el periodo junio-julio (estimada aproximadamente en 200 g C m-2 mes-1). <![CDATA[Characteristics of particulate matter collected at an urban background site and a roadside site in Birmingham, United Kingdom]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400323&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT This study was conducted to investigate the compositional characteristics of particulate matter (PM) collected both at an urban background site (Elms Road observational site, EROS) and a roadside site (Bristol Road observational site, BROS). PM samples were collected at the receptor sites between March 28 and April 11, 2012. Observed parameters included water-soluble ions (Cl-, NO- 3, SO4 2-, Na+, NH4 +, K+, Mg2+, Ca2+) and trace metals (V, Al, Cr, Mn, Fe, Zn, Cu, Sb, Ba, Pb). Results showed higher concentrations of NO- 3, NH4 +, Al and Fe at BROS than EROS regarding PM2.5; and Cl-, NO- 3, Na+, K+ and Fe regarding PM2.5-10, indicating roadside increments. The ionic and metal components of PM2.5 at EROS constituted 44 and 7% of the total measured PM mass, respectively. The proportions of these species were 46 and 8% at BROS. For PM2.5-10, water-soluble ions and trace metal components represented 42 and 12% at EROS, and 56 and 11% at BROS.<hr/>RESUMEN El objetivo del presente estudio fue investigar las características constitutivas del material particulado (MP) recolectado tanto en un contexto urbano (sitio de observación de Elms Road, SOER) como en un sitio ubicado junto al camino (sitio de observación de Bristol Road, SOBR). Las muestras de MP fueron recolectadas en los sitios receptores del 28 de marzo al 11 de abril de 2012. Los parámetros estudiados incluyeron iones solubles en agua (Cl-, NO- 3, SO4 2-, Na+, NH4 +, K+, Mg2+, Ca2+) y trazas de metales (V, Al, Cr, Mn, Fe, Zn, Cu, Sb, Ba, Pb). Los resultados mostraron mayores concentraciones de NO- 3, NH4 +, Al y Fe en SOBR en comparación con SOER en relación con MP2.5, y de Cl-, NO- 3, Na+, K+ y Fe con relación a PM2.5-10, lo cual es indicativo de incrementos a lo largo del camino. Los componentes iónicos y metálicos de MP2.5 en SOER constituyeron 44 y 7% de la masa total de MP medida, respectivamente. Las proporciones de estas especies fueron 46 y 8% en SOBR. En cuanto al MP2.5-10, los componentes solubles en agua y de trazas de metal representaron 42 y 12% en SOER, y 56 y 11% en SOBR. <![CDATA[Ozone climatology and variability over Irene, South Africa determined by ground based and satellite observations. Part 1: Vertical variations in the troposphere and stratosphere]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400337&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT In this investigation, the climatological characteristics of ozone over Irene (25.5º S, 28.1º E) are studied with the aid of both ground-based and satellite observations. The principle aim of this work is therefore to examine the variability of vertical ozone distribution over Irene. Ozonesonde measurements and satellite measurements in the mesosphere-lower thermosphere region from the Microwave Limb Sounder (MLS) onboard the Aura satellite and it measures for the period 2004-2007 are employed in this study. The MLS satellite measurements are collected when it overpasses Irene. The vertical ozone profiles are obtained from ozonesondes and the MLS and are found to be in good agreement from a 15 km altitude and above. Maximum ozone concentration is found in the altitude between 23-27 km. The monthly variation of ozone concentration measured by ozonesondes and MLS show maximum and minimum concentrations during spring and autumn, respectively. During spring, the maximum ozone concentration measured by ozonesonde is 4.5 × 1012 molecules cm-3 while that measured by the MLS instrument is ~4.1 × 1012 molecules cm-3. A difference in the range of 0.4 × 1012 to 0.8 × 1012 molecules cm-3 was obtained for all seasons except during winter, when the difference was in the range 0.6 × 1012 to 0.9 × 1012 molecules cm-3.<hr/> Se estudian las características climatológicas del ozono sobre Irene, Sudáfrica (25.5º S, 28.1º E) con la ayuda de observaciones satelitales y de campo. El objetivo principal de este trabajo es, por lo tanto, analizar la variabilidad vertical de la distribución de ozono sobre Irene. Se utilizan mediciones de sonda de ozono y de la mesosfera-termosfera baja realizadas con la sonda para medición de microondas en la zona atmosférica limítrofe (Microwave Limb Sounder, MLS) del satélite Aura en el periodo 2004-2007. Las mediciones del MLS se recolectan cuando el instrumento pasa sobre Irene. Los perfiles verticales de ozono se obtienen mediante sondas de ozono y tienen buena concordancia con los obtenidos del MLS a una altitud de 15 km y superior. La mayor concentración de ozono se encuentra en la región comprendida entre los 23 y 27 km. La variación mensual de la concentración de ozono medida tanto por sondas como por el MLS muestra máximos y mínimos durante la primavera y el verano, respectivamente. En la primavera, las concentraciones de ozono medidas por sonda son de 4.5 × 1012 moléculas cm-3, en tanto que las medidas por el MLS son de ~4.1 × 1012 moléculas cm-3. Se encontró una diferencia en el rango de 0.4 × 1012 a 0.8 × 1012 moléculas cm-3 en todas las estaciones excepto en el invierno, cuando la diferencia fue de 0.6 × 1012 a 0.9 × 1012 moléculas cm-3. <![CDATA[Effect of different pavements on human thermal comfort conditions]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362017000400355&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT The urban heat island (UHI) phenomenon and outdoor human thermal comfort may be affected by several factors such as the size of the built environment, the rate of open and green spaces and different types of ground surface covers (e.g., grass and artificial covers) in urban areas. Depending on the types and structures of the pavement/covering materials, which can have effects on the albedo and surface heating, ground surfaces reflect solar radiation or heat the air above them. Pavements that can absorb more solar radiation may turn it into heat, thus warming the air, which in turn heats urban areas and make them uncomfortable for human beings. The present study investigates the effect of different materials on the UHI intensity by considering nine different types of materials (andesite, granite, basalt, travertine, impregnated wood, soil, asphalt, clinker powder and grass) in the Ata botanical garden located in the city center of Erzurum, in the Eastern Anatolia region of Turkey. Temperature data were measured on clear summer days during the month of July and compared in terms of thermal comfort. All measurements were taken 150 cm above the ground at 12:00 p.m. by using an infrared thermometer (CEM-DT-8812). In order to estimate the physiologically equivalent temperature (PET) for each soil type, data were analyzed using the RayMan 2.1 software, and the scores were statistically analyzed with analysis of variance (ANOVA). The differences in mean temperatures were evaluated with Fisher’s least significant difference (LSD) test. The results showed that mean PET scores ranged between 28.9 ºC for impregnated wood and 25.9 ºC for grass (a difference of 3.0 ºC), while the other scores were 26.1, 26.7, 27.1, 27.5, 27.8, 28.5 and 28.5 ºC for travertine, granite, andesite, soil, clinker powder, basalt, and asphalt, respectively. The analytical results indicated that all the studied materials create a slight heat stress (23.1-29.0 ºC) according to their PET indices and their predetermined comfort intervals. However, the levels of heat stress for impregnated wood, asphalt, and basalt were higher than the others. It was determined that grass, travertine and cube granite are optimal surface materials, since they exhibited a level of heat stress that is close to the comfort range (18.1-23.0 ºC).<hr/>RESUMEN La isla urbana de calor (ICU) y el confort térmico en espacios exteriores pueden ser afectados por diversos factores como el tamaño del entorno edificado, la proporción de espacios verdes y abiertos y los diferentes tipos de coberturas superficiales (e.g., pasto y coberturas artificiales) en zonas urbanas. De acuerdo con los tipos y estructuras de los pavimentos y materiales de cobertura, que pueden tener efectos en el albedo y el calentamiento superficial, las superficies reflejan la radiación solar o calientan el aire sobre ellas. Los pavimentos que absorben mayor cantidad de radiación solar la pueden convertir en calor, lo cual calienta el aire; esto a su vez eleva la temperatura de las áreas urbanas y provoca incomodidad en los seres humanos. El presente estudio investiga los efectos de diferentes materiales para cobertura de suelo en la intensidad de la ICU. Se consideran nueve tipos de materiales, a saber andesita, granito, basalto, travertino, madera impregnada, tierra, asfalto, polvo de ladrillo y pasto, los cuales fueron analizados en el jardín botánico de Ata en el centro de Erzurum, una ciudad ubicada en Anatolia oriental, Turquía. Las mediciones de temperatura superficial de estos pavimentos se llevaron a cabo durante julio en días soleados, a 150 cm sobre el suelo y a las 12:00 horas. Se utilizó para ello un termómetro infrarrojo (CEM-DT-8812) y, con el objeto de obtener temperaturas fisiológicamente equivalentes (TFE) para cada tipo de pavimento, los resultados se analizaron con el software RayMan 2.1. Posteriormente se analizaron estadísticamente las puntuaciones de TFE con una prueba de análisis de varianza y las diferencias en las temperaturas medias se evaluaron con la prueba de Fisher de la diferencia menos significativa. Los resultados muestran que los valores medios de TFE variaron de 28.9 ºC para madera impregnada a 25.9 ºC para pasto (una diferencia de 3 ºC). Las otras puntuaciones fueron las siguientes: 26.1, 26.7, 27.1, 27.5, 27.8, 28.5 y 28.5 ºC para travertino, granito, andesita, tierra, polvo de ladrillo, basalto y asfalto, respectivamente. Los resultados analíticos indican que todos los materiales estudiados crean un estrés térmico ligero (23.1-29 ºC) acorde con los índices TFE y los niveles de estrés. Sin embargo, el estrés térmico medido para la madera impregnada, el asfalto y el basalto fue mayor que para el resto de los materiales. Se determinó que el pasto, el travertino y los cubos de granito son las coberturas superficiales óptimas, ya que el nivel de estrés térmico que producen es el más cercano al rango de confort térmico (18.1-23.0 ºC).