MÉTODO PARA LA ESTIMACIÓN DE LA ECUACIÓN DE COMPORTAMIENTO TÉRMICO MEDIO EN LOS PRIMEROS MIL METROS DE LA TROPOSFERA BAJA DE CHILE A PARTIR DE LOS DATOS DEL REANALYSIS (NCEP/NCAR).
Eduardo Mera G.1,2 , Luís Gutiérrez O.1, Luís Da Silva M.1, y Carmen Godoy V.1
1 Universidad Tecnológica Metropolitana, Departamento de Física, Laboratorio de Medio Ambiente y Energías Sustentables. Av. J.P. Alessandri 1242, Santiago, Chile,
[email protected]
2 Universidad de Barcelona, Programa de Doctorado en Paisaje, Geografía y Medio Ambiente.
Introducción
Se tiene que en los estudios de contaminantes atmosféricos, es de gran interés poder modelar el comportamiento de estos, con el fin anterior es de vital relevancia tener en cuenta el factor térmico, el cual es relevante para la modelación , ya que esté, es un indicador directo de la entropía de la atmósfera, a través de su energía promedio contenida. Debido a lo anterior la atmósfera dentro del sector de la capa límite se define directamente en función de su gradiente térmico el cual define su perfil, este es un factor relevante para la determinación de su estabilidad, y consigo de múltiples procesos asociados.
Debido a lo anterior el presente estudio determinara el valor promedio interanual del gradiente térmico, como su variación espaciotemporal.
Determinación del Gradiente:
Si se cumple el equilibrio hidrostática en la atmósfera, se tiene que la temperatura juega un rol preponderante en la ecuación de la atmósfera ya que con esta se puede proceder a modelarla y con ella los procesos que en esta ocurren, se tiene que al cumplirse el equilibrio hidrostático...
dP/dz = - * g
Sabemos que P = Ra * * T(z)
Luego = P / Ra * T(z)
Donde T(z) es la ecuación del perfil térmico, en cual adopta generalmente en su primeros 1000 metros de altura, una forma lineal
T(z) = m z + T0
Donde "m" es la gradiente, "z" es la altura, T0= Temperatura del aire en la superficie.
Objetivo
Objetivo General
Generación del Mapa de Gradientes Térmicos en la troposfera baja (Capa Limite) de Chile.
Objetivo Especifico
Análisis de diversos niveles de muestreo de la temperatura del aire, a nivel interanual de los datos del Re - análisis del Satélite NOAA.
Estudio de Comportamiento tendencial de los gradientes y su adecuación a la curva característica (perfil) óptimo, por sector, basado en su factor de correlación.
Análisis temporal y espacial de las variaciones de los gradientes térmicos observados.
Metodología empleada
Extracción de los datos temperatura a diversos niveles de altitud provenientes de la base de datos de Reanalysis (www.http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.ncep.reanalysis.html), entre los años 1990 y 2006.
Análisis de los datos a nivel de series de tiempo, de los mejores perfiles característicos
Calculo del gradiente térmico.
Actividades desarrolladas
Recolección de Datos:
Se procedió a extraer los datos de temperatura en superficie y a diversos niveles de altitud de la base de datos de Ranalysis.
Alistamiento de Datos:
Se realizo un script en grads, los cuales extraen los datos necesarios y los sistematiza en carpetas. Los datos tomados en consideración para el presente estudio fueron las grillas mensuales de temperatura.
La información fue sistematizada en bases con estructura de base de datos, donde posteriormente se procedió a ver su consistencia de haciendo el uso del software Estadístico R, posteriormente se procedió al cálculo tentativo de perfiles.
Graficación de Datos:
Se procedió a graficar la información obtenida en el software MM5, a través de su modulo REGRID, en donde se llevaron los datos de 2.5° a 0.25°.
Finalmente los datos en modalidad de grilla binaria fueron llevados al software IDRISI, para ser transformado en un archivo vectorial.
Resultados obtenidos
Grafico 1. Gradiente Térmico lineal de Chile (1990-2007)
Se tiene que en el presente estudio no se observan valores cercanos a los valores ideales citados para perfiles térmicos adiabáticos seco (-9.8 °C/Km ) o húmedos (-6.5 °C/Km), por lo cual asumir cualesquiera de estos valores para la zona en estudio podría arrojar error en los modelos.
°C/Km
Figura 1: Mapa de Gradiente Térmico lineal de Chile (1990-2007)
Se tiene que en la generación del gradiente para un modelo lineal de temperatura con la altura se obtuvieron valores que oscilaban entre los -4.921°C/Km hasta los -0.2°C/km, en donde los valores más alto se obtuvieron entre los -24° a -27°, -33° a -37° y de los -53° a -54° de latitud, y una baja significativa del gradiente hacia el norte entre los -22° a -18° de latitud sur.
Conclusiones y Recomendaciones
El presente trabajo entrega como resultado una forma simple de calculo de temperatura a diversas altitudes basadas en un precepto de linealidad en la atmósfera ( T(z) = m z + T0).
Se debe estudiar la situación del norte de Chile ya que sus actuales valores de gradientes no son normales a los esperados de bibliografía (-9.8 °C/km), lo cual podría ser un indicador de cambio climático.
Bibliografía
Aceituno, P. (1979) "Relación entre la posición del Anticiclón subtropical y la precipitación en Chile", Servicio de Desarrollo Científico, U. de Chile, Santiago, Chile.
Holton J.,(1990) "Introducción a la Meteorología " Instituto Nacional de Meteorología"
Ulriksen P. (1980). "Variaciones diarias de la altura de la capa superficial sobre Santiago". Tralka. 1 (2).
Ulriksen P. (2001). Apuntes de Diplomados en Medio Ambiente 2001 "Contaminación atmosférica" 38 pp, Santiago Chile.
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