Scielo RSS <![CDATA[Atmósfera]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-623620120003&lang=es vol. 25 num. 3 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Oceanic influence on southernmost South American precipitation</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300001&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este trabajo se analiza la posible influencia oceánica en la variabilidad de la precipitación sobre el extremo sur de Sudamérica desde 1930. El objetivo es definir características oceánicas que pueden producir condiciones de más o menos lluvia en diferentes escalas de tiempo en la mencionada región. Los resultados sugieren importantes relaciones entre los océanos y la precipitación en oscilaciones decadales e interdecadales. El este y centro del índico subtropical, el oeste del Pacífico tropical y el oeste y centro del Pacífico subtropical podrían estar influenciando la precipitación en escala decadal. Por otra parte, la región este tropical y oeste subtropical del índico, y el oeste y centro del Pacífico subtropical podrían influenciar la variabilidad de la precipitación en escala interdecadal. Si bien el estudio se enfocó en la variabilidad de la precipitación, relaciones entre diferentes regiones de los océanos Índico y Pacífico en escalas decadal e interdecadal han sido también detectadas. Por lo tanto, los resultados aquí presentados pueden también ser útiles para describir nuevos aspectos de la influencia remota de ambos océanos en el clima regional.<hr/>The potential oceanic influence on southernmost South American precipitation since 1930 is analyzed in this study. The aim is to define oceanic characteristics that can produce wetter or drier conditions over the mentioned region on different time scales. Results suggest important precipitation-oceanic links in decadal and interdecadal oscillations. The eastern and central subtropical Indian, western tropical Pacific and western and central subtropical Pacific could be forcing the precipitation on decadal time scale. Moreover, the eastern tropical and western subtropical Indian and western and central subtropical Pacific could be forcing the variability of precipitation on interdecadal time scale. Although the research was focused in forcing of precipitation, relations among different regions of the Indian and Pacific oceans on decadal and interdecadal time scales have also been detected. Therefore, results presented here can be useful in describing new aspects of the remote influence of both oceans on regional climate. <![CDATA[<b>Analysis of the maximum daily temperature evolution on the Spanish Central Plateau</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se ha realizado un análisis temporal del comportamiento de las frecuencias anuales y estacionales de los valores extremos de las temperaturas máximas diarias en la Meseta Central española. Con los datos diarios de temperatura máxima, medidos entre 1961 y 2003 en 14 observatorios meteorológicos, se construyeron las series de anomalías de temperaturas máximas diarias para cada uno de los observatorios, toda la zona de estudio y cada una de las dos subzonas en las que se puede dividir la Meseta Central. Para determinar los valores extremos más altos y más bajos de las anomalías de temperatura máxima diaria, se consideraron los valores de los percentiles P95 y P05 de las series de anomalías consideradas. A continuación se construyeron las series de frecuencias anuales de días con valores extremos de anomalías de temperatura máxima diaria más altos y más bajos. El análisis de tendencia de estas series revela que, a lo largo del periodo de estudio, la frecuencia anual de los casos extremos más bajos de anomalías de temperatura máxima diaria tendió a disminuir, mientras que la de los casos extremos más altos tendió a aumentar. De un análisis de las gráficas de la evolución temporal de las frecuencias anuales puede deducirse que existe una variación de la tendencia alrededor del año 1972, variación establecida previamente para otras variables (presión, temperatura media anual, etc.) en la zona de estudio. Los resultados que se obtienen considerando el intervalo de tiempo entre 1973 y 2003 indican que la tendencia es la misma que la que se obtiene para todo el periodo de tiempo estudiado pero con un nivel de confianza más alto. Por último, se puede ver que la primavera y el verano son las estaciones que más influyen en el comportamiento anual de las frecuencias de los valores extremos de temperatura máxima diaria.<hr/>An analysis of the temporal behavior of the annual and seasonal frequencies of extreme maximum daily temperature values on the Spanish Central Plateau is performed. With the daily data on maximum temperatures measured at 14 weather stations, between 1961 and 2003, we constructed a series of maximum daily temperature anomalies for each of the observatories and in the study zone, and also in the two subzones into which the Central Plateau can be divided. To determine the highest and lowest extreme values of the maximum daily temperature anomalies, the P05 and P95 percentiles of the anomaly series were considered as thresholds. Next we constructed the series of annual frequencies of days with the highest and lowest extreme values of maximum daily temperature anomalies. Trend analysis of these series revealed that during the period studied the annual frequency of the lowest extreme cases of maximum daily temperature anomalies has tended to decrease while that of the highest ones has tended to increase. From an analysis of the temporal evolution of the annual frequencies it may be deduced that a variation in the trend occurred around 1972, variation previously established for other variables (pressure, annual mean temperature, etc.) in the area of study. The results obtained upon considering the interval of time between 1973 and 2003 indicate that the trend was the same as that obtained for the whole period studied but the level of confidence is higher. Finally, it may be seen that spring and summer are the seasons that most affect the behavior of the annual frequencies of the extreme maximum daily temperature values. <![CDATA[<b>Frictional convergence, atmospheric convection, and causality</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300003&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este trabajo se considera la convergencia por fricción en una capa límite atmosférica acotada por una troposfera estable libre. De acuerdo con un extenso trabajo previo encontramos que la estabilidad atmosférica reduce la escala vertical de la circulación troposférica secundaria libre asociada con la convergencia por fricción. Relacionada con esta reducción en la escala vertical hay una reducción proporcional en la escala temporal debido a la fricción por el giro descendente de la circulación atmosférica. Esta reducción en la escala temporal modifica el balance entre términos del componente en la ecuación de momento a lo largo de las isobaras. En particular, para las escalas de perturbación menores a unos cuantos cientos de kilómetros en condiciones tropicales típicas, la tendencia del término de momento llega a un balance aproximado con el término de fricción, haciendo que el término de Coriolis sea menos importante. Esto reduce la magnitud del flujo isobárico cruzado y la fuerza ascendente en las regiones donde este flujo converge. Si algún otro mecanismo, tal como la convergencia húmeda, produce suficiente convergencia de capa límite para anular el giro descendente de la perturbación en cuestión, entonces la magnitud de la convergencia iguala a la predicha por la fórmula de la convergencia por fricción de estado estable. Sin embargo, en este caso la flecha de la causalidad es invertida en comparación con la que se asume en el tratamiento simple de la convergencia por fricción. La convergencia por fricción no "causa" la convección, realmente la convección causa la convergencia y el mecanismo que fuerza la convección debe buscarse en otro lado. Esta distinción es crucial para entender qué produce la convección profunda. El presente análisis es lineal y la perspectiva puede cambiar cuando los efectos no lineales son importantes. También está limitado a situaciones en las que los vientos de la capa limite son relativamente débiles. Por lo tanto, los ciclones tropicales con sus fuertes vientos y comportamiento no lineal merecen un análisis independiente.<hr/>Frictional convergence in an atmospheric boundary layer topped by a stable free troposphere is considered. In agreement with extensive previous work, we find that atmospheric stability reduces the vertical scale of the free tropospheric secondary circulation associated with frictional convergence. Associated with this reduction in vertical scale is a proportional reduction in the time scale for the frictional spindown of an atmospheric circulation. This reduction in time scale alters the balance between terms in the component of the momentum equation along the isobars. In particular, for disturbance scales less than a few hundred kilometers in typical tropical conditions, the momentum tendency term comes into approximate balance with the friction term, with the Coriolis term becoming less important. This reduces the magnitude of the cross-isobaric flow and the strength of the ascent in regions where this flow converges. If some other mechanism such as moist convection produces enough boundary layer convergence to nullify the spindown of the disturbance in question, then the magnitude of the convergence equals that predicted by the steady-state frictional convergence formulation. However, in this case the arrow of causality is reversed from that assumed in a naive treatment of frictional convergence. Frictional convergence is not "causing" the convection; the convection is actually causing the convergence, and the mechanism forcing the convection must be sought elsewhere. This distinction is crucial in understanding what drives deep convection. The present analysis is linearized and the picture may change when nonlinear effects become important. It is also limited to situations in which the boundary layer winds are relatively weak. Tropical cyclones, with their strong winds and nonlinear behavior, thus deserve an independent analysis. <![CDATA[<b>Sensitivity of simulated convection to soil moisture in a region in central Amazon</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300004&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se estudia la sensibilidad de la precipitación convectiva a variaciones de la humedad del suelo en una región continental del Amazonas en simulaciones con un modelo de circulación general de la atmósfera (MCGA) y se analizan los procesos físicos que establecen dicha sensibilidad, en particular aquellos relacionados con el ciclo diario. Se utilizó el MCGA de la Universidad de California-Los Angeles (UCLA) para simular condiciones de enero perpetuo. Surge del análisis de dichas simulaciones el interés por una región ubicada en el centro del Amazonas, con un comportamiento uniforme -y diferenciado de las regiones circundantes- en el ciclo diario de la convección, fuertemente asociados a procesos de superficie y en fase opuesta al movimiento ascendente de gran escala. Se eligió dicha región para explorar la sensibilidad a la variación de la humedad del suelo, siendo el parámetro de control un factor multiplicativo (entre 0 y 1) de la evaporación. Los resultados muestran que la mayor sensibilidad se tiene para situaciones relativamente secas, confirmando estudios anteriores. Si bien la evaporación es monótona decreciente con la disminución de la humedad del suelo, el leve aumento de la convergencia de humedad mantiene la precipitación en casi los mismos valores hasta niveles de 0.3 del parámetro multiplicativo. Los máximos de convergencia de humedad (excluyendo el caso extremo de evaporación nula), precipitación convectiva y movimiento ascendente en 500 mb se dan para un valor de 0.4 en el parámetro de control. Las temperaturas del suelo y del aire en superficie aumentan con el parámetro de control, con máximos diarios que se retrasan y ciclos diarios de mayor amplitud. Igual comportamiento muestran el calor sensible y la altura de la capa límite planetaria (CLP). Estos efectos, sumados a la variación de la concentración del vapor de agua, se conjugan en un ciclo diario de la humedad relativa al tope de la CLP que varía gradualmente, sobre todo en su comportamiento durante la mañana, donde acaba revertiendo la tendencia creciente, lo cual inhibe el inicio de la actividad convectiva en las primeras horas de la tarde. La sensibilidad de la convección a la humedad del suelo no puede ser comprendida sin considerar también la retroalimentación de la circulación de gran escala. En los casos húmedos, la convección es responsable principal del calentamiento en la troposfera media. En los casos secos el calentamiento convectivo es insuficiente, generándose un movimiento descendente diferencial cerca de la troposfera media. En el caso extremo la circulación cambia drásticamente, instalándose en capas bajas una celda somera con gran convergencia de humedad que explica el incremento en la precipitación de gran escala.<hr/>We study the sensitivity of convective precipitation to soil moisture in a continental region in Central Amazon based on Atmospheric General Circulation Model (AGCM) simulations and further analyze the physical processes involved, in particular those related to the diurnal cycle. The region was selected based on the analysis of perpetual January simulations with the University of California at Los Angeles AGCM. It shows a uniform and differentiated behavior in the diurnal cycle of convection, which is strongly associated to surface forcing and in opposite phase to large scale ascending motion. Sensitivity to ground wetness was explored based on a control parameter (which varies between 0 and 1) that multiplies evaporation. Results show that the largest sensitivity appears for relatively dry conditions, confirming previous studies. Although evaporation decreases monotonically as the control parameter is reduced, a slight increase in moisture convergence maintains precipitation almost unchanged up to a value of 0.3 of the parameter. The daily maxima in moisture convergence (excluding the extreme case with no evaporation within the region), convective precipitation, and large scale ascending motion at 500 mb are reached in the simulation with a value of 0.4 of the control parameter. Soil and surface temperature increase with decreasing sensitivity parameter, and show retarded daily maxima and larger diurnal amplitude. The same behavior is observed in the sensible heat flux and planetary boundary layer (PBL) height. These effects combine with the variations in PBL water vapor mixing ratio to produce a gradual sensitivity in PBL top relative humidity, in particularly during the morning hours when the humidification observed in the control simulation is gradually reverted, eventually inhibiting early afternoon convection. However, sensitivity of moist convection to ground wetness can not be fully explained without also considering large scale circulation feedbacks. In the more humid cases, deep convection is responsible for mid tropospheric warming. In the drier cases, convective induced warming is insufficient and a differential large scale subsiding motion is induced in the mid troposphere. In the extreme case, with the control parameter equal to zero, the large scale circulation changes drastically with the development of a shallow direct convergent cell that explains the notorious increase in large scale precipitation. <![CDATA[<b>Numerical simulation of a heavy rainfall event over Portugal using mesoscale model</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Los eventos fuertes de precipitación incuestionablemente tienen, de entre todos los fenómenos atmosféricos, los mayores impactos económicos y sociales. El propósito de este trabajo es simular las condiciones climáticas asociadas con el episodio de precipitación fuerte que ocurrió entre el 11 y el 13 de marzo de 2002 y que generó lluvia intensa así como granizo y nieve en las regiones central y norte de Portugal continental. La simulación se llevó a cabo utilizando el sistema de modelación atmosférica regional (Regional Atmospheric Modelling System, RAMS) con redes de configuración de 48 y 12 km y una resolución máxima de 3 km para capturar los patrones de circulación sinópticos y de mesoescala. Las condiciones iniciales y laterales de frontera necesarias para ejecutar el RAMS se obtuvieron de los modelos globales de pronóstico del centro brasileño de predicción del tiempo y estudios climáticos (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, CPTEC) en la forma de coeficientes espectrales con triangulación truncada T62 equivalente a 1.825° de resolución en las direcciones meridional y zonal. Los resultados del modelo muestran que el RAMS es un marco útil para describir los patrones de lluvia de la región, reproduciendo razonablemente bien el área sin precipitación dentro del dominio; sin embargo el modelo sobreestima o subestima los valores observados en diferentes periodos. La distribución espacial de la precipitación total acumulada mostró una tendencia a predecir mayor precipitación sobre los lugares elevados, probablemente por la influencia del forzamiento dinámico y la asociación con procesos microfísicos.<hr/>Strong rainfall events have unquestionably one of the largest economic and social impacts of any atmospheric phenomena. The purpose of this paper is to simulate the weather conditions associated with the heavy precipitation episode during 11-13 March 2002, which generated intense rainfall as well as hail and snow in the central and northern regions of Continental Portugal. The simulation was carried out using the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS), through a three nested grids configuration 48 km, 12 km and the highest resolution being 3 km, to capture the synoptic and mesoscale circulation patterns. The initial and lateral boundary conditions necessary to drive RAMS were taken from the Brazilian Center of Weather Prediction and Climate Studies (CPTEC) global model forecasts in the form of spectral coefficients with T62 triangular truncation equivalent to 1.825° resolution in the meridional and zonal directions. The model results show that the RAMS model is a useful framework to describe the rainfall patterns over the region, reproducing the area without rainfall within the domain reasonably well, although the model overestimated or underestimated the observed values at different periods. The spatial distribution of the total accumulated rainfall showed some tendency to predict more precipitation over higher elevations, probably influenced by dynamical forcing and associated microphysical processes. <![CDATA[<b>Source apportionment of ambient PM<sub>10</sub></b>: <b>A case study from a mining belt of Orissa</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-62362012000300006&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se colectaron muestras de material particulado de 10 micrómetros (PM10) en Talcher, Orissa (India) de seis diferentes sitios con diferentes usos del suelo. El muestreo se realizó de forma concurrente dos veces a la semana durante los meses de junio y noviembre de 2008 y enero de 2009. Se determinó la concentración de la masa ambiental y la composición elemental de las muestras de PM10. Las concentraciones anuales promedio de las muestras en cada sitio fueron 144 ± 29 μg/m³, 191 ± 61 μg/m³, 90 ± 28 μg/m³, 60 ± 15 Hg/m³, 106 ± 35 μg/m³ y 150 ± 36 μg/m³, respectivamente, indicando niveles severos de contaminación del aire en Talcher. Se observó variación del material articulado con relación a parámetros meteorológicos como velocidad del viento, humedad relativa y temperatura. El estudio revela que la concentración del material particulado disminuye sustancialmente con el incremento de la velocidad del viento a más de 1 m/s. Las concentraciones elementales de las PM10 se analizaron utilizando un espectrofotómetro de absorción atómica. Se utilizaron técnicas de análisis multivariado, como el análisis de componentes principales, para identificar y conocer la distribución por posibles fuentes de PM10 y para la cuantificación de elementos traza. Se aislaron cuatro factores por análisis de componentes principales como posibles fuentes: polvo del suelo o polvo fugitivo de actividades asociadas a la minería, emisiones de automóviles, emisiones de la planta termoeléctrica y emisiones de la fundición sin fierro.<hr/>Samples of particulate matter of size 10 micron (PM10) were collected in Talcher, Orissa (India) from six sites with different land-uses. The sampling was done concurrently twice a week during the months of June 2008, November 2008 and January 2009. The ambient mass concentration and the elemental composition in these PM10 samples were determined. The annual average concentrations of PM10 samples at each site were 144 ± 29 μg/m³, 191 ± 61 μg/m³, 90 ± 28 μg/m³, 60 ± 15 μg/m³, 106 ± 35 μg/m³, and 150 ± 36 μg/m³ respectively, indicating severe air pollution levels in Talcher. Variation of particulate matter with meteorological parameters like wind speed, relative humidity and temperature was observed. The study reveals that the particulate matter concentration drops substantially with the rise of wind speed above 1m/s. Elemental concentrations of PM10 were analyzed using an atomic absorption spectrophotometer. Correlation and multivariate analysis techniques, such as principal components analysis, were used for source apportionment to identify the possible sources of PM10 and quantified trace elements. Four factors were isolated by principal components analysis: soil dust or fugitive dust from mining associated activities, emissions from automobiles, emissions from thermal power plant and non-ferrous smelter, and identified as possible sources.