Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | meteorologia |
| Título: | Modelado numérico atmosférico de capas bajas sobre el Río de la Plata y zonas de influencia y su empleo en estudios de variabilidad climática |
| Título alternativo: | Atmospheric numerical modelling in lower level over the region of influence of the La Plata River and its use in climate variability studies |
| Autor: | Sraibman, Laura |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Publicación en la Web: | 2013-02-21 |
| Fecha de defensa: | 2009 |
| Fecha en portada: | 2009 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Berri, Guillermo Jorge |
| Jurado: | Núñez, M.; Menéndez, C.; Bischoff, S. |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | RIO DE LA PLATA; MODELADO NUMERICO ATMOSFERICO; VARIABILIDAD CLIMATICA REGIONAL; CAMBIO CLIMATICO FUTURO; CAPA LIMITE ATMOSFERICALA PLATA RIVER; ATMOSPHERIC NUMERICAL MODELLING; REGIONAL CLIMATE VARIABILITY; FUTURE CLIMATE CHANGE; ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER |
| Tema: | ciencias de la atmósfera/procesos en la escala sinóptica o mesoescala
|
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4524_Sraibman |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n4524_Sraibman.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n4524_Sraibman |
| Ubicación: | Dep.ATM 004524 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Sraibman, Laura. (2009). Modelado numérico atmosférico de capas bajas sobre el Río de la Plata y zonas de influencia y su empleo en estudios de variabilidad climática. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4524_Sraibman |
Resumen:
Se realiza un estudio de variabilidad climática de la circulación atmosférica en capas bajas sobre la región del Río de La Plata durante el período 1960-1990, junto con una proyección sobre la misma de los escenarios de cambio climático para la región, empleando modelos numéricos y observaciones. Se utiliza un modelo de capa límite en mesoescala (MCL) especialmente apto para la región, como así también los escenarios A2 y B2 período 2070-2100 desarrollados por CPTEC con el modelo regional PRECIS. En primer lugar se adapta el modelo MCL disponible para que pueda funcionar forzado por las salidas de otros modelos regionales y para ello se lo anida al modelo Eta de CPTEC. La validación para el período noviembre 2003 a abril 2004 da resultados muy satisfactorios ya que el error en el pronóstico diario del viento en superficie en la región resulta muy inferior al del modelo Eta. Se analizan los cambios observados en el viento en superficie en la región durante el período 1960-1990, como así también las variables que emplea el modelo MCL para definir sus forzantes, es decir la temperatura en superficie y el viento del radiosondeo de Ezeiza. En todos los casos se encuentran tendencias y cambios significativos que incluyen una disminución significativa de la amplitud diaria del contraste térmico tierra-río en superficie, un aumento de las frecuencias de viento con componente E en superficie y en los niveles bajos del sondeo de Ezeiza, acompañados estos últimos por una disminución de su velocidad promedio. Se calcula la climatología del viento en superficie con el modelo MCL forzado con las observaciones y se obtienen errores razonablemente bajos tanto para el promedio 1960- 1990, como para dos subperíodos 1967-1976 y 1982-1991. Se calculan los cambios en las condiciones medias entre estos dos subperíodos y se los compara con los cambios observados en la distribución de frecuencias de dirección y velocidad del viento en cinco estaciones meteorológicas de la región. Si bien se obtiene un acuerdo parcial con los resultados del modelo MCL, la regionalidad de estos últimos muestra claras diferencias entre los cambios sobre tierra y sobre el río. Se analiza la climatología 1960-1990 del modelo PRECIS y se halla que aquellas variables que utiliza el modelo MCL para definir sus condiciones de borde reproducen bien las observaciones. Luego se calculan los cambios entre los subperíodos 1967-1976 y 1982-1991 con el modelo MCL forzado por el modelo PRECIS. Los resultados muestran una regionalidad de los cambios más errática que cuando el modelo está forzado con las observaciones, aunque se reproducen mejor los cambios observados en los puntos del modelo cercanos a las estaciones. Tanto la climatología regional del modelo MCL, como los cambios calculados por el mismo cuando está forzado por el modelo PRECIS, resultan razonablemente acertados. Estos resultados permiten establecer que el modelo MCL forzado por el modelo PRECIS constituye una herramienta válida para estudiar la proyección de los escenarios de cambio climático 2070-2100 en la circulación atmosférica en capas bajas sobre la región del Río de La Plata. Los cambios en la temperatura de superficie que proyecta PRECIS para la región, con respecto al período de referencia 1960-1990, son mayores en el escenario A2 que en el B2. El escenario A2 proyecta temperaturas más altas que el B2 en todo el dominio, aunque una menor diferencia de temperatura entre tierra y río, que constituye el forzante térmico del modelo MCL. Además, ambos escenarios prevén una disminución de la amplitud diaria del forzante térmico, que resulta más marcada en el escenario A2. En cuanto a la distribución de frecuencias de dirección del viento en 850 hPa, el escenario B2 muestra cambios pequeños con una leve disminución de la frecuencia del O y NO. Los cambios en el escenario A2 son mayores que en el B2 ya que el modelo PRECIS prevé un importante aumento de las frecuencias del NE, E y SE junto con una disminución de las frecuencias del SO, O y NO. En cuanto a la velocidad del viento en 850 hPa, los cambios en ambos escenarios son muy pequeños. Se utiliza el modelo MCL forzado por los escenarios A2 y B2 del modelo PRECIS para el período 2070-2100 y se calculan los cambios, con relación al período 1960-1990, en la distribución de frecuencias de dirección del viento en superficie y velocidad media por sector. En ambos escenarios se obtiene una disminución tanto de las frecuencias como de las velocidades medias de los sectores con componente E, lo que resulta más marcado en el escenario A2. El aumento que prevé el modelo PRECIS en la frecuencia de los vientos del E en 850 hPa en la región deberían provocar un aumento de esas mismas frecuencias en el viento en superficie. Por otra parte, el modelo PRECIS prevé una disminución de la amplitud diaria del forzante térmico en superficie, lo cual debería provocar una disminución de las frecuencias del E en superficie, junto con una reducción de la velocidad media de esos sectores. Por lo tanto, los cambios que proyecta el modelo PRECIS en ambos forzantes del modelo MCL para el período 2070-2100 deberían producir, individualmente, efectos contrapuestos en el viento en superficie. Por otra parte, el modelo MCL muestra en superficie una disminución importante de las frecuencias de viento con componente E, acompañada por una disminución de su velocidad media. Se concluye entonces que el cambio que se proyecta en la amplitud térmica diaria del calentamiento diferencial en superficie prevalece por sobre el cambio en las frecuencias de dirección del viento en 850 hPa y la consecuencia de ello es una disminución de la intensidad del ciclo diario de la brisa en capas bajas sobre la región del Río de La Plata.
Abstract:
A climate variability study of the low-level atmospheric circulation over the La Plata River region is carried out during the 1960-1990 period, along with a projection over the region of the climate change scenarios, using numerical models and observations. A mesoscale boundary layer model (MCL) is used, which is specially able for modeling the region, as well as the 2070-2100 A2 and B2 scenarios developed by CPTEC with the regional model PRECIS. In first place the available MCL model is adapted in order to be able to run with the forcing of other regional models, for which purpose it is nested to the Eta model of CPTEC. The validation during the period November 2003 to April 2004 provides very satisfactory results since the error in the surface wind of the daily forecasts is much smaller than the one of the Eta forecasts. The changes in the surface wind over the region during the period 1960-1990 are analyzed, as well as those variables employed by the MCL model for defining its forcing, i.e. surface temperature and wind of the Ezeiza radiosonde. All these variables reveal significant trends and changes that include a significant decrease of the daily amplitude of the land-river thermal contrast at the surface, an increase of the easterly component of the surface wind and the low-level Ezeiza radiosonde winds, accompanied the latter by a decrease of its averaged wind speed. The error of surface wind climatology obtained with the MCL model forced with the observations are reasonably small for the period 1960-1990, and two subperiods 1967- 1976 y 1982-1991. The changes between these two periods climatology obtained with the MCL model are compared to the changes in the surface wind direction frequency distribution and averaged wind speed by sector observed at five weather stations of the region. Even though the MCL model results show partial agreement with observations, the spatial pattern displays clear differences between changes over land and over the river. The 1960-1990 PRECIS climatology show good agreement with observations in those variables used for defining the MCL boundary conditions. The changes between the two periods 1967-1976 and 1982-1991 obtained with the MCL model forced with PRECIS are also analyzed. The spatial pattern of changes looks more erratic with the results of MCL forced with observations, although the results on the grid points close to the weather stations resemble better the observations. The climatology as well as the changes calculated by the MCL forced with PRECIS turns out to be reasonably accurate. Therefore, these results allow establishing that the MCL forced by the PRECIS outputs constitute a valid tool for studying the projection over the low-level atmospheric circulation over the La Plata River region of the 2070-2100 climate change scenarios. The changes predicted by PRECIS for the surface temperature of the region, with respect to the reference period 1960-1990, are larger in scenario A2 than in scenario B2. Scenario A2 projects higher temperatures than scenario B2 over the entire domain, but a smaller land-river temperature difference, that is the MCL model thermal forcing. Also, both scenarios predict a decrease of the daily amplitude of the thermal forcing, more markedly in scenario A2. With respect to the wind direction distribution at 850 hPa, scenarios B2 presents only a small decrease of the W and NW frequencies. The changes in scenario A2 are more relevant since PRECIS predicts an important increase of the NE, E and SE, along with decrease of the SW, W and NW wind direction frequencies. In both scenarios the changes predicted in the 850 hPa wind speed are very small. The PRECIS outputs for the 2070-2100 A2 and B2 scenarios are employed to force the MCL model in order to calculate the changes in the surface wind direction frequency distribution and averaged wind speed by sector, with respect to the reference period 1960-1990. The results in both scenarios show a decrease of the wind direction frequency, as well as a reduction of the averaged wind speed, in the wind sectors with easterly wind component, more markedly in scenario A2. The increase of the 850 hPa easterly wind frequency predicted by PRECIS should lead to an increase of such wind direction components at the surface. On the other hand, the decrease predicted by PRECIS for the daily amplitude of the surface thermal forcing should lead to a decrease in the wind direction frequency and averaged wind speed of the easterly wind components at the surface. Therefore, the changes in the regional conditions predicted by PRECIS should provoke, individually, opposite effects in the surface winds over the region. However, the MCL model results indicate a reduction of wind direction frequencies and averaged wind speeds in easterly components of the surface winds. Therefore, the conclusion is that the changes predicted in the surface forcing prevail over the changes predicted at the 850 hPa, with a consequent reduction in the intensity of the low-level river-land breeze daily cycle over the La Plata River region.
Citación:
---------- APA ----------
Sraibman, Laura. (2009). Modelado numérico atmosférico de capas bajas sobre el Río de la Plata y zonas de influencia y su empleo en estudios de variabilidad climática. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4524_Sraibman
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Sraibman, Laura. "Modelado numérico atmosférico de capas bajas sobre el Río de la Plata y zonas de influencia y su empleo en estudios de variabilidad climática". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2009.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4524_Sraibman
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