Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620120001&lang=en vol. 25 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Changes in the rainfall regime along the extratropical west coast of South America (Chile)</b>: <b>30-43º S</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se analiza la evolución de la precipitación a lo largo de la costa occidental de América del Sur entre 30 y 43º S (Chile central) durante el periodo 1900-2007. Investigaciones previas han documentado la existencia de una persistente tendencia negativa en la precipitación anual en esta región. Este estudio se focaliza en los cambios y fluctuaciones en la escala de tiempo decadal, explorando posibles vinculaciones con anomalías en la circulación atmosférica regional relacionadas con modos oscilatorios de gran escala del sistema océano-atmósfera. Específicamente, la condición relativamente seca que predominó entre la década de 1950 y principios de los años setenta en el sector norte de Chile central (30-35º S) es consistente con un anticiclón subtropical intensificado en el Pacífico sur-oriental durante un período en que predominó la fase positiva de la Oscilación del Sur (SO) y la fase fría de la Oscilación Decadal del Pacífico (PDO). El cambio de la PDO hacia la fase cálida a mediados de la década de 1970 fue seguido por un aumento de frecuencia de la fase negativa de la SO y de episodios El Niño asociados. El concurrente debilitamiento del anticiclón subtropical favoreció un aumento en la frecuencia de años relativamente lluviosos en esta región. Más hacia el sur, la tendencia negativa de precipitación que ha prevalecido entre 37 y 43º S desde la década de 1950 se intensificó a fines del siglo XX. Los cambios en el gradiente meridional de presión atmosférica a nivel del mar entre latitudes medias y altas en el Pacífico suroriental, que se vinculan parcialmente con la Oscilación Antártica (AAO), tienen un rol significativo en la modulación de la variabilidad interanual de la precipitación en Chile central, particularmente durante el semestre de invierno austral (abril-septiembre). De este modo, un gradiente de presión intensificado (reducido) favorece un desplazamiento hacia el sur (el norte) de la banda latitudinal de sistemas de bajas presiones migratorias extratropicales y de los sistemas frontales asociados. La significativa tendencia positiva que muestran desde la década de 1950, tanto el índice de AAO como su contraparte regional en el Pacífico suroriental, puede explicar en parte la tendencia negativa que se ha observado en la precipitación anual en el sector sur de Chile central, como resultado tanto de una reducción en la frecuencia de días de precipitación como en la intensidad de la misma. La mayoría de los modelos climáticos globales y regionales utilizados para evaluar escenarios climáticos futuros asociados a la intensificación del efecto invernadero indican que la precipitación en esta región continuará disminuyendo, lo que es consistente con la tendencia positiva de la AAO que dichos modelos pronostican.<hr/>The evolution of annual rainfall along the west coast of South America from 30 to 43º S (central Chile) is analyzed for the period 1900-2007. A prevailing negative trend in annual rainfall has been documented for this region in several previous studies. Here we focus on the significant changes and fluctuations occurring at the decadal time scale, exploring the links with regional atmospheric circulation anomalies associated with large-scale oscillatory modes of the ocean-atmospheric system. In particular, the relatively dry condition that prevailed from the 1950s to the early 1970s in the northern part of central Chile (30-35º S) is consistent with an intensified subtropical anticyclone in the southeast Pacific during a period characterized by a prevailing positive phase of the Southern Oscillation (SO) and the cold phase of the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The shift of the PDO toward the warm phase by the mid-1970s was followed by an increased frequency of the negative phase of the SO and associated El Niño episodes. Concurrent weakening of the subtropical anticyclone favored an increased frequency of wet years in this region. Further south the negative trend in annual rainfall that prevailed since the 1950s in the region from 37 to 43º S intensified by the end of the 20th century. Changes in the meridional sea level pressure gradient at mid-latitudes and high-latitudes in the southeast Pacific, which are partially connected to the Antarctic Oscillation (AAO), play a significant role in modulating the interannual rainfall variability in all central Chile, especially during the austral winter semester (April-September). Thus, an intensified (reduced) meridional pressure gradient in that region favors a southward (northward) displacement of the latitudinal band of migratory extratropical low pressure systems and associated fronts. The significant positive trend that both the AAO index and its regional counterpart in the southeast Pacific exhibit since the 1950s may partially explain the observed downward trend in annual precipitation in the southern portion of central Chile, resulting from a reduction in both the frequency of wet days and the intensity of precipitation. Most of the global and regional climate models used to assess future climate scenarios associated with an enhanced planetary greenhouse effect, also call for a reduction of rainfall in this region which is consistent with the positive trend in the AAO predicted by those models. <![CDATA[<b>The life cycle of extreme rainfall events over western Saudi Arabia simulated by a regional climate model</b>: <b>Case study of November 1996</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se utilizó un modelo climático regional (RCM, por sus siglas en inglés) para simular y entender el ciclo de vida de dos sistemas que produjeron fuertes períodos de lluvia sobre el occidente de Arabia Saudita en noviembre de 1996. El primer período de lluvia fuerte ocurrió del 13 al 20 de noviembre y el segundo del 25 al 27 de noviembre de 1996. Se comparan sus patrones espaciales con datos pluviómétricos, con el análisis conjunto de precipitación (CMAP, por sus siglas en inglés) del Climate Prediction Center (CPC) y con las observaciones reticuladas del Global Precipitation Climatology Project (GPCP). Se realizó una serie de 144 experimentos para diferentes tamaños de dominio y resolución así como para diferentes forzamientos de frontera y esquemas de parametrización convectiva con el fin de investigar la combinación óptima para simular los dos períodos. El RCM simula bien el desarrollo, la propagación y el ciclo de vida del primer período (8 días de duración) así como los del segundo (3 días de duración), durante noviembre de 1996. Un enfoque sobre la estación de Jeddah muestra que el RCM simula bien el máximo y la cantidad de lluvia para ambos períodos. Sin embargo el primer máximo está desfasado un día mientras que el segundo está subestimado.<hr/>A Regional Climate Model (RCM) is employed to simulate and understand the life cycle of the two systems that produced heavy rainfall spells over western Saudi Arabia in November 1996. The first spell of heavy rain occurred from 13 to 20 November, whereas the second occurred from 25 to 27 November 1996. Their spatial patterns are compared with rain-gauge data and also with the Climate Prediction Center (CPC) Merged Analysis of Precipitation (CMAP) and the Global Precipitation Climatology Project (GPCP) gridded observations. A series of 144 experiments are conducted for different domain sizes and resolution as well as different boundary forcings and convective parameterization schemes to investigate the optimum combination for the simulation of the two spells. The RCM simulates well the development, the propagation and the life cycle of the first spell (8-day long) as well as the second spell (3-day long) during November 1996. In particular, the simulation demonstrates how the two systems developed, merged with new cells, reached to maturity, and then decayed, as they moved eastward across the Red Sea, producing rain in the study region. A focus over Jeddah station reveals that the RCM simulated well the peak and amount of rainfall for both spells. However, the first peak is 1-day shifted, whilst the second peak is underestimated. <![CDATA[<b>Evaluation of long-term NDVI time series derived from Landsat data through blending with MODIS data</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en El objetivo de este estudio es capitalizar el detalle espacial del Landsat y la regularidad temporal de las adquisiciones de MODIS utilizando una aproximación de fusión (Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model, STARFM). Específicamente, se pronosticó la reflectancia de superficie de 30 m del Landsat-7 Enhanced Thematic mapper plus (ETM+) para un período de ocho años (2002-2009) como el producto de la reflectancia observada de superficie (MOD09Q1) ETM+ y MODIS sobre los datos ETM+ observados y pronosticados. El análisis de pixeles de los datos ETM+ observados de las estaciones de cultivo de invierno y verano mostró que el método de predicción fue más preciso para el infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés) (media r² = 0.87, p ≤ 0.01) en comparación con la banda del rojo ( media r² = 0.65, p ≤ 0.01). Se calculó el índice de vegetación en diferencias normalizadas (NDVI, por sus siglas en inglés) de la reflectancia Landsat observada y pronosticada. Se comparó la diferencia entre el NDVI de los datos ETM+ observados y pronosticados (predicción residual) y los residuales temporales de los datos Landsat y MODIS en dos fechas diferentes. Se encontró que que los residuales pronosticados para el NDVI (valor de la media espacial 0.0085) fueron significativamente menores que los residuales temporales (valor de la media espacial para MODIS 0.056 y 0.051 para ETM+ observados) lo que implica que el método de predicción fue mejor que la sustitución temporal de pixeles. Al investigar la tendencia de los valores sintéticos ETM+ del NDVI durante una estación de crecimiento se descubrió que los patrones fenológicos son bien capturados. La comparación directa entre los valores del NDVI obtenidos de MODIS y de imágenes sintéticas ETM+ muestra buena consistencia de la dinámica temporal pero también un error sistemático que puede ser leído como un sesgo (sobre estimación del NDVI MODIS). También se estudió la relación entre el NDVI ETM+ sintético y los datos de precipitación observada y de evaporación y se observó que la precipitación mensual total y la evaporación mensual del mes precedente tiene coeficientes de correlación mayores ( r² = 0.56 y r² = 0.59) que la media mensual del NDVI ETM+ sintética.<hr/>The aim of this study is to capitalize on the spatial detail of Landsat and the temporal regularity of MODIS acquisitions using a fusion approach (Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model, STARFM). Specifically, the 30 m Landsat-7 ETM+ (Enhanced Thematic Mapper plus) surface reflectance was predicted for a period of eight years (2002-2009) as the product of observed ETM+ and MODIS surface reflectance (MOD09Q1) on the predicted and observed ETM+ dates. A pixel based analysis for observed ETM+ dates covering winter and summer crop seasons showed that the prediction method was more accurate for NIR (mean r² = 0.87, p ≤ 0.01) compared to red band (mean r² = 0.65; p ≤ 0.01). The NDVI was computed from observed Landsat and predicted surface reflectance. The difference between NDVI from predicted and observed ETM+ data (prediction residual) was compared with the temporal residuals of NDVI from observed Landsat and MODIS data at two different dates. The prediction residuals for NDVI (spatial mean value of 0.0085) were found to be significantly lower than the temporal residuals (spatial mean value of 0.056 for MODIS and 0.051 for observed ETM+) implying that the prediction method was better than temporal pixel substitution. Investigating the trend in synthetic ETM+ NDVI values over a growing season revealed that phenological patterns were well captured. A direct comparison between the NDVI values obtained from MODIS and synthetic ETM+ images has shown a good consistency of the temporal dynamics but a systematic error that can be read as bias (MODIS NDVI over estimation). The relationship between synthetic ETM+ NDVI with observed precipitation and evaporation data was also studied and it was observed that monthly total precipitation and monthly evaporation of the preceding month have higher correlation coefficients (r² = 0.56 and r² = 0.59) with mean monthly synthetic ETM+ NDVI. <![CDATA[<b>Decision trees to determine the possible drought periods in Ankara</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en Al igual que en muchas otras partes del mundo el cambio climático global causa disminución de la precipitación en Turquía. Como resultado ahora las sequías ocurren sobre un área mayor y de manera más drástica que en el pasado. Determinar los factores de la formación de la sequía y su pronóstico temprano permitirá que las medidas requeridas de prevención se tomen a tiempo. El presente estudio evalúa, con base en las técnicas de árboles de decisión, las condiciones de sequía en la región de Ankara con mediciones anuales y mensuales de precipitación, viento, humedad y temperatura tomadas entre 1926 y 2006. Los resultados obtenidos demuestran que la provincia de Ankara generalmente tiene un clima seco normal y cuasi normal y que la precipitación en todos los meses y la precipitación y el viento en enero, deben ser considerados para determinar tal clima.<hr/>Global climate change causes a decrease of precipitation in Turkey, as in many other parts of the world. As a result, droughts have now occurred over a larger area and in a more drastic way than in the past. Determining the factors in the formation and early prediction of drought will allow required measures of prevention to be taken in time. The present study evaluates drought conditions on monthly and yearly bases, with the measurements of precipitation, wind, humidity and temperature taken in the Ankara region between 1926 and 2006 using the techniques of decision trees. The obtained results demonstrated that the province of Ankara has a generally normal and near-normal arid climate and that the precipitation amounts in all months and precipitation and wind in January, should be taken into consideration to determine such aridity. <![CDATA[<b>Seasonal and annual regional drought prediction by using data-mining approach</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este estudio examina el análisis de la sequía estacional regional con base en el método del índice estandarizado de precipitación (SPI, por sus siglas en inglés) y en la técnica del árbol de decisiones que es una aproximación de minería de datos. Se formaron series de precipitación acumulada para cinco periodos de referencia (cuatro series estacionales y una anual) utilizando la precipitación mensual de 17 estaciones de la cuenca de Cekerek en Turquía, que tiene un área de 1 165 440 ha. Se realizó un análisis regional agrupando las estaciones inicialmente como grupos homogéneos de acuerdo con el criterio de discordancia considerando las tasas de momento-l. No hubo estaciones discordantes de acuerdo con las medidas de discordancia de las características de los sitios, excepto para las del primer período de referencia. Las medidas de heterogeneidad muestran que los grupos seleccionados fueron homogéneos. Con base en el criterio de bondad de ajuste |ZDIST| las distribuciones regionales candidato con |ZDIST| mínimo para los periodos de referencia k fueron la Pareto generalizada (GPA), la de valores extremos generalizados (GEV), la logística generalizada (GLO) la Pearson tipo III (PE·), la GEV y la log normal de 3 parámetros (LN3), respectivamente. Las categorías de sequía para cada región se predijeron aplicando el árbol de decisiones obtenido de la fase de entrenamiento para los periodos k de referencia. Los resultados revelan que no hubo diferencia significativa entre las categorías de sequía calculadas con el algoritmo convencional de SPI y las de la aproximación por el árbol de decisiones. Más aún, la exactitud de la predicción para los periodos de referencia k fue mayor que 94 %, excepto para los períodos de referencia k3 (81.2 %) y k5 (86.4 %).<hr/>This study examines the seasonal regional drought analysis based on the standardized precipitation index (SPI) method and the decision tree technique which is a data-mining approach. The cumulative rainfall series for five reference periods (four seasonal and one annual series) were constituted by using monthly rainfalls from 17 stations in Cekerek Watershed, Turkey, which has an area of 1165 440 ha. Regional analysis was performed by forming the stations initially as homogeneous group(s) according to the discordancy criteria considering by l-moment ratios. There was no discordant station according to discordancy measure of site characteristics except for the first reference period. The heterogeneity measures showed that the selected groups were homogeneous. Based on the goodness of fit criteria |Z DIST| the candidate regional distributions having the minimum Z DIST for k-reference periods were the Generalized Pareto (GPA), Generalized Extreme Values (GEV), Generalized Logistic (GLO), Pearson Type III (PE3), GEV and 3-parameter Log Normal (LN3), respectively. The drought categories for each region were predicted by applying the decision tree rules obtained from the training phase of the k-reference periods. The results revealed that there was no significant difference between drought categories calculated from the conventional SPI algorithm and decision tree approaches. Moreover, the accuracy of prediction for k-reference periods was greater than 94%, except for k3 (81.2) and k5 (86.4%) reference periods. <![CDATA[<b>Emission of methane and nitrous oxide from <i>Vigna mungo</i> and <i>Vigna radiata</i> legumes in India during the dry cropping seasons</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se hicieron estimaciones de la emisión de metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) de las legumbres Vigna mungo y Vigna radiata. Para evaluar estas emisiones se estudió el potencial de óxido reducción (redox) y la temperatura del suelo. El CH4 fue negativo y el N2O positivo para Vigna mungo a lo largo de casi todo el período de cultivo. El potencial redox fue de más de +100 mV durante todo el período de cultivo con un flujo máximo de N2O de 11.67 μg m-2 h-1. El incremento de la temperatura del suelo y del potencial redox durante la cosecha incrementó aún más el flujo de N2O a 18.38 μg m-2 h-1. El flujo integrado estacional E(SIF) de CH4 y N2O para Vigna mungo se calculó en -4.06 g m-2 y 3.38 mg m-2, respectivamente. De manera simmilar los valores E(SIF) estimados para Vigna radiata durante la estación de cultivo fueron de 0.009 g m-2 y -7.6 mg m-2, mientras que para el período post cosecha fueron de 0.02 g m-2 y 4.06 mg m-2 para CH4 y N2O, respectivamente. Durante la estación de cultivo se evaluaron los parámetros del suelo carbón orgánico y nutrimentos como el amonio, nitratos y nitritos. La emisión de gases de efecto invernadero también se correlacionó con varios parámetros fisicoquímicos del suelo.<hr/>Methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emission estimates were made for Vigna mungo and Vigna radiata legumes. The affecting soil parameters like redox potential, soil temperature were studied to evaluate CH4 and N2O emissions. The CH4 was negative and N2O was positive for Vigna mungo, almost throughout the cropping period. The redox potential was more than +100 mV during the entire cropping period with a maximum N2O flux of 11.67 μg m-2 h-1. The raise in soil temperature and the redox potential during harvest further increased the N2O flux to 18.38 μg m-2 h-1. The seasonally integrated flux E(SIF) for CH4 and N2O for Vigna mungo was calculated to be -4.06 g.m-2 and 3.38 mg m-2 respectively. Similarly E(SIF) values estimated for Vigna radiata cropping season were 0.009 g m-2 and -7.6 mg m-2, whereas for the post harvesting period the fluxes were 0.02 g m-2 and 4.06 mg m-2 for CH4 and N2O respectively. The soil parameters like organic carbon and nutrients such as ammonia, nitrate and nitrite during the cropping season were evaluated. The emission of greenhouse gases (GHG) was also correlated to various physico-chemical parameters of soil.