CIENCIAS DE LA ATMOSFERA

Autor: CALVO FERNÁNDEZ NATALIA.
Año: 2004.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CC FÍSICA.

Resumen: La tesis presenta un estudio del impacto del fenómeno ENSO tanto en la troposfera como en la atmósfera media, y consiste de dos partes: En la primera se describe la señal del ENSO en el trópico a partir de observaciones satelitales de temperatura por microondas; en la segunda, se estudia la propagación de la señal ENSO fuera del trópico ,a las latitudes medias de la troposfera y a gran altura en la atmósfera media, utilizando modelos númericos y datos Europeo de Predicción Meteorológica a Plazo Medio (ECMWF). - La descripción del ENSO en el trópico se ha hecho con el método de funciones ortogonales empíricas (EOF) aplicado separadamente al promedio zonal y a la componente asimétrica(los "eddies",u ondas)del campo de temperatura MSU.De este modo se demuestra que la señal ENSO contiene componentes promedio zonal y termodinámicos.Así pues, la componente zonal corresponde al calentamiento de la atmósfera tropical por el aumento de precipitaciones y nubosidad durante la las ondas Rossby ecuatoriales forzdas por anomalías de calentamiento convectivo en el extremo oriental del Pacífico.También se concluye del análisis EOF que la señal ENSO es linealmente independiente de otros procesos como la oscilación cuasi-bienial (QBO)y las erupciones volcánicas, cosa que no se había demostrado con tal claridad previemente. - Para estudiar la señal ENSO fuera del trópico , se han utlizado dos modelos de circulación general (GCM), que se compaan con la versión más reciente del reanálisis de datos atmósfericos ERA-40, del ECMWF.El estudio se hace a base de composites, que se contruyen tomando la diferencia de los conjuntos de sucesos El Niño- La Niña más intensos ocurridos en el periodo 1979-2000.De esta manera se demuestra que, tanto en los modelos como en los datos ERA-40 ,la señal ENSO se propaga fuera del trópico por medio de ondas Rossby.En la troposfera ,éstas forman los trenes de ondas conocidos como patrones Pacífico-Norteamérica (PNA y PSA), mientras que en la troposfera la señal se manifiesta en forma ondas Rossby ultralargas.Todo esto está de acuerdo con la actual teoría de porpagación de ondas Rossby.También se demuestra que , en la estratosfera durante la estación de invierno,las ondas Rossby fuerzan anomalías en la circulación Brewer-Dobson, que es por lo tanto más intensa durante la fase "caliente", o El Niño , del fenómeno ENSO.Así se identifica el ENSO como una fuente importante de variabilidad climática en el extratrópico, y en la estratosfera y baja mesosfera.

Autor: ADAME CARNERO JOSE ANTONIO.
Año: 2004.
Universidad: HUELVA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: En el año 2000 se diseña y pone operativo una red de medición de ozono superficial en la provincia de Huelva, estando formada esta por cuatro estaciones de medida distribuidas estratégicamente, tres en la zona costera y una en un punto interior a 50 Km de la línea de costa, da género una base de datos de concentraciones de ozono superficial con la que se realiza este estudio. Para poder realizar una correcta interpretación del comportamiento delas concentraciones de ozono se analiza el régimen de vientos de la zona y el fenómeno de brisa costera, así como los niveles y comportamiento de otros parámetros atmosféricos que pueden influir en las concentraciones de ozono. Se han analizado los ciclos estacionales de las concentraciones de ozono, la evolución diaria, los máximos y mínimos, así como la relación entre el ozono y distintas variables meteorológicas (temperatura, humedad y viento) y parámetros atmosféricos (contenido total de ozono, óxidos de nitrógeno y material particulado). Se ha contabilizado el número de superaciones de los umbrales definidos por la legislación y se analizan las persistencias de dichas superaciones. Se ha estudiado el comportamiento que muestra el ozono bajo situaciones locales (condiciones de brisa). Se analizan los máximos nocturnos y se han estudiado con detalle los escenarios meteorológicos que ocasionan en la región altas concentraciones de ozono, conocidas como situaciones episodicas.

Autor: CARMEN MARIA SORDO GARCIA.
Año: 2005.
Universidad: CANTABRIA.
Centro de lectura: E.T.S.DE INGENIEROS DE CAMINOS,C.Y P..
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS.

Resumen: La Meteorología moderna abordada la predicción numérico del tiempo en un amplio abanico de escalas temporales: desde las populares predicciones a corto (1-3 días) y medio plazo (3-15 días), hasta predicciones inter-anuales de cambio climático, obtenidas suponiendo distintos escenarios de forzamiento radiativo (duplicación $CO_2$, etc.). En las últimas décadas se han producido notables avances en la predicción numérica a corto y medio plazo, y en su proyección regional con técnicas de downscaling (que combinan las salidas directas de los modelos con las observaciones pasadas disponibles). Por otra parte, también se han producido notables avances en el desarrollo de escenarios globales y regionales de cambio climático. sin embargo, ha existido una laguna en los horizontes intermedios de predicción mensual y estacional motivada por el escepticismo a poder lograr predicciones fiables a estos alcances. Ha sido recientemente cuando ha comenzado a investigarse este problema desde un punto de vista operativo, a partir del conocimiento de distintas fuentes de predecibilidad, como la oscilación de Maden-Julian o el fenómeno de El Niño. Para ello, se desarrollaron modelos físicos de circulación acoplada atmósfera-océano que son resueltos numéricamente a partir de una condición inicial proporcionando una predicción para un período de seis meses. Estos modelos proporcionaron buenos resultados para la predicción del fenómeno de El Niño 1997/98. Sin embargo, los resultados son todavía incipientes y salvo casos muy puntuales de predicción en los trópicos no existen indicios claros sobre lla calidad de los modelos numéricos de predicción estacional. Aún es menor el conocimiento que se tiene sobre la validez de las técnicas de regionalización aplicadas a estas predicciones (existen unas pocas técnicas de downscaling estadístico adaptadas a esta escala temporal, pero carecen de estudios exhaustivos de validación). En esta Tesis se aborda este problema y se presenta un método operativo para la predicción estacional regional en los trópicos y en latitudes medias, combinando las salidas directas de los más importantes modelos de predicción estacional utilizados en centros europeos con modelos estadísticos de regionalización de las mismas. Se presenta un estudio comparativo exhaustivo en ambas zonas de calidad de las predicciones obtenidas frente a las salidas directas de los modelos y frente a un método de predicción aleatorio, sin valor. Como principal resultado se concluye que en los trópicos pueden obtenerse predicciones puntuales fiables en épocas concretas (episodios ENSO fuertes), mientras que en latitudes medias sólo pueden obtenerse predicciones por intervalos, de menor resolución, en algunos casos particulares asociados con teleconexiones conocidas de fenómenos característicos de los trópicos. La aplicación práctica de los resultados de esta Tesis se ve favorecida por la cada vez mayor disponibilidad de datos procedentes de observaciones (por ejemplo, la red de estaciones de Instituto Nacional de Meteorología dispone de observaciones diarias en más de 6000 estacones distribuidas por la geografía española); estos datos proporcionan valiosa información estadística de la climatología local. También existen diferentes reanálisis de modelos numéricos que contienen las situaciones atmosféricas dadas por un mismo modelo numérico para un periodo suficientemente amplio de tiempo (por ejemplo el reanálisis ERA-40 realizado por el European Centrer for Medium-Rante Weather Forecast cubre el período de 1957-2002, mientras que hindcast del modelo estacional System2 del ECMWF abarca el perío 8 do 1987- 409 2004). Con toda esta información se pueden desarrollar modelos de predicción regional operativos que pueden ser de gran utilidad en distintos sectores socioeconómicos que precisan de este tipo de predicción de alta resolución para poder evaluara medio plazo sus políticas de actuación ante situaciones climáticas adversas (sectores agrícola, energético, salud ciudadana, etc.).

Autor: Gómez Amo José Luis.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: Departamento Fisica de la Terra i Termodinamica.
Centro de realización: Facultat de Física.

Resumen: Los aerosoles juegan un papel muy importante en la atmósfera en cuanto a los procesos físico-químicos en los que intervienen así como en los efectos que producen sobre el clima y su repercusión sobre los ecosistemas naturales. De forma directa actúan absorbiendo y reflejando parte de la radiación solar incidente favoreciendo el calentamiento o el enfriamiento atmosférico. De forma indirecta prestan su superficie a las moléculas de agua actuando como núcleos de condensación, participando activamente en la formación de nubes y modificando el ciclo hidrológico. La gran diversidad de fuentes y mecanismos de formación de los aerosoles, tanto de origen natural como antropogénico, junto con su gran heterogeneidad espacial y su variabilidad temporal hacen que abordar su caracterización detallada pueda llegar a ser una tarea extremadamente compleja. La creciente actividad antropogénica, gracias al desarrollo industrial y automovilístico, ha supuesto una fuente prácticamente ilimitada y constante de inserción de partículas en la atmósfera, sobre todo cerca de los núcleos urbanos. Además se ha generado una nueva forma de entender los aerosoles tratándolos como contaminantes, éstos junto con algunas partículas de origen natural (polvo, polen, etc.) pueden afectar seriamente a la salud humana en forma de enfermedades respiratorias y alergias. El objetivo principal de este trabajo ha sido la caracterización de los aerosoles atmosféricos a partir de medidas espectrales de radiación solar en tres campañas de campo puntuales realizadas en zonas de características climáticas diferentes. Obviamente no se dispone de series temporales suficientemente largas como para sacar conclusiones climáticas representativas de las zonas en estudio. No obstante, los resultados permiten sacar conclusiones diferenciadoras en cuanto al tipo de aerosoles. Por otra parte, se han aplicado metodologías desarrolladas para el cálculo de las propiedades ópticas de los aerosoles (espesor óptico de aerosoles, distribución de tamaños, radio efectivo, etc.) y además se ha estudiado su relación con parámetros meteorológicos, perfiles verticales y situaciones sinópticas para mejorar la interpretación de las propias medidas. A nivel instrumental se ha propuesto una corrección de las medidas debida al efecto de la temperatura de forma que se mejora la precisión del Licor-1800, sobre todo en las regiones ultravioleta e infrarroja. La primera campaña tuvo lugar durante la primavera de 2002 en Sodankylä, una pequeña población situada en una zona boreal en el Norte de Finlandia que según la clasificación climática de Köppen se enmarca en una zona de clima subártico. Como resultados más importantes se tiene que, en general la carga de aerosoles observada es muy baja y por tanto se trabaja con errores del orden de las medidas. Se han relacionado las características de los aerosoles según la procedencia de las masas de aire y se ha catalogado un episodio corto de "Artic haze" que explica el incremento en el espesor óptico de aerosoles observado los primeros días de campaña. Este fenómeno consiste en la acumulación de partículas en la zona debida al transporte sinóptico de partículas pequeñas desde zonas industriales en latitudes medias más la contribución de las partículas locales que debido a la estabilidad atmosférica quedan atrapadas en las capas más bajas. Durante dos años consecutivos, 2003 y 2004, las campañas SPARC se llevaron a cabo en Barrax, una localidad rural cercana a Albacete. Se han clasificado dos situaciones atmosféricas típicas en la Península Ibérica durante el verano. Una situación de baja térmica sobre la península con influencia de masas de aire procedentes del Atlántico 8 en la qu a32 e tanto el espesor óptico de aerosoles como la distribución de tamaños se mantienen constantes a lo largo de la campaña de SPARC - 2003. Además, la campaña SPARC - 2004 comienza con el mismo tipo de situación sinóptica de 2003, sin embargo el tercer día de campaña se tiene una ligera intrusión de partículas de polvo de origen sahariano que se refleja en un incremento sustancial del espesor óptico además de un aumento en el tamaño y la cantidad de partículas gruesas. La última de las campañas fue en el mes Marzo de 2003 en las cercanías de la ciudad de Marrakech (Marruecos). En general, se obtuvieron valores de espesor óptico menores de lo esperado dada la cercanía del desierto del Sahara. En cuanto a la distribución de tamaño parece que las partículas locales contribuyen de igual forma a ambos modos. La campaña estuvo gobernada por la influencia de origen atlántico caracterizada por espesores ópticos ligeramente superiores y un importante crecimiento tanto en el volumen de las partículas como en su radio. Bajo influencia del interior del continente africano se observan espesores ópticos menores y una disminución en el volumen de las partículas de gran tamaño, esto debe estar relacionado con el transporte de partículas minerales procedentes del desierto ya que se ve dificultado por la orografía y la meteorología singular de la Cordillera del Atlas. Por último, se apuntan las directrices para el desarrollo de un nuevo método de inversión que permita la identificación de los tipos de aerosoles presentes en la atmósfera a partir de sus propiedades microfísicas y del espesor óptico. Éste método, aún en su fase embrionaria, se ha aplicado a los resultados obtenidos en todas las campañas experimentales estudiadas con desigual fortuna. El método es capaz de reconstruir bien los valores de espesor óptico experimentales aunque necesita de algunas restricciones adicionales tanto de índole matemática como física.

Autor: ESCUDERO TELLECHEA MIGUEL.
Año: 2005.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.