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Eventos de precipitación extrema en la región mediterránea: un estudio sobre el papel de los aerosoles en los procesos de microfísica que gobiernan su génesis y desarrollo. Los modelos meteorológicos han demostrado tener capacidad para reproducir con una precisión razonable procesos atmosféricos de naturaleza compleja. En las últimas décadas, el avance en conocimiento sobre las interacciones aerosol- nube y la incorporación de dichas interacciones a la física de los modelos han supuesto una revolución en el campo de la precipitación y su formación. Sin embargo, múltiples aspectos relacionados con la investigación de los procesos de microfísica que actúan en las nubes son actualmente objeto de investigación. En concreto, la habilidad de los modelos para reproducir la distribución de aerosoles, la cual tiene una influencia notable en las interacciones aerosol- nube, ha sido una limitación recientemente superada mediante la introducción de esquemas de aerosoles interactivos, en los que su emisión y transporte se calculan a partir de los campos meteorológicos. Este nuevo paradigma, en continuo desarrollo, abre la posibilidad de una mejora en la reproducción de eventos meteorológicos altamente influenciados por las interacciones aerosol- nube, como es el caso de los eventos de precipitación extrema. En este sentido, el objetivo principal de esta tesis doctoral es la evaluación de la habilidad de los modelos regionales para reproducir eventos meteorológicos de precipitación extrema sobre la cuenca mediterránea, así como el esclarecimiento del papel de los aerosoles en la génesis y desarrollo de dichos eventos. A estos efectos, se estudian a lo largo de este documento los procesos de microfísica que rigen la formación de precipitación en diferentes sistemas atmosféricos mediante una serie de simulaciones con modelos de alta resolución. Como resultado de lo anterior, las principales conclusiones que se desprenden de los estudios desarrollados sugieren que la concentración de aerosoles y su tamaño regulan la formación de precipitación, bien sea en forma de lluvia o nieve provinientes de sistemas de fase cálida o mixta; por tanto, la consideración de un cálculo interactivo de los aerosoles resulta primordial para la correcta reproducción de la población de aerosoles para cada evento particular, especialmente cuando se pretende reproducir eventos de precipitación extrema. Extreme precipitation events in the Mediterranean region: An inquiry into the role of aerosols in the microphysical processes governing their genesis and development. Meteorological models have shown potential to reproduce with remarkable precision atmospheric processes that are complex in nature and difficult to address in general. In the last decades, the improvement in the understand- ing of aerosol-cloud interactions and their incorporation in the models’ core have sparked a revolution in the field of precipitation formation. Nevertheless, many aspects of microphysics research still remain unsolved and are object of ongoing investigation. Specifically, the ability of the models to reproduce the aerosols population, which largely influence aerosol-cloud interactions, has been a limitation recently addressed and solved by means of interactive aerosols approaches, in which aerosol emission and transport are calculated as a function of the meteorological fields. This new paradigm, under constant development, opens the door to the possibility of improving the reproduction of meteorologi- cal events which are highly influenced by aerosol-cloud interactions, as it is the case of extreme precipitation events. In this regard, the overarching aim of this doctoral thesis is to assess the ability of regional models to reproduce events of this nature evolving in the Mediterranean basin, as well as to disentangle the role of aerosols in the genesis and development of these events. To this end, the microphysical processes that govern a range of precipitation systems are inquired through a series of high resolution model simulations. As a result of the above, the key findings emanating from the studies carried out suggest that aerosols concentration and size regulate precipitation formation, whether as rain or snow coming either from a warm of mixed-phase system, thus being of paramount importance the consideration of interactive aerosols in order to properly simulate, for each meteorological event, an appropriate aerosol concentration field. Accordingly, a precise reproduction of the precipitation generated by any situation requires an accurate representation of the aerosol population, especially when extreme precipitation events are targeted.

Des dels 6 anys he anat coneixent el món de la vela. Com a navegant sempre he hagut de tenir en compte la meteorologia. Tot i així, mai havia decidit aprendre més del que sabia, que era molt bàsic o quasi nul. la motivació per a aprofundir en aquest aspecte, és que en les regates d’altura és fonamental tenir un coneixement ampli de tots els aspectes que engloben la meteorologia, que a part de permetre aconseguir un resultat millor o pitjor, afecten directament a la seguretat a bord. a part de la motivació en l’aplicació d’aquest coneixement nou en les possibles regates en què participi en un futur, també em motiva molt entendre com s’organitza de manera meteorològica una regata de la volta al món sense escales i poder-ho resumir en un mateix document, des del que són les borrasques a com aquestes s’utilitzen per navegar més ràpid. el treball s`ha dividit en dos blocs principals. En el primer, s’introdueix de forma didàctica la meteorologia, coneixent des dels inicis fins a l’actualitat. La part històrica és un recorregut cronològic, permetent-nos ser capaços de veure la gran evolució dels últims anys. Posteriorment, s’explica de manera divulgativa el comportament de l’atmosfera, com s’obtenen les dades sobre aquest comportament i finalment com es tradueixen tot aquest recull de dades en prediccions meteorològiques. Finalment, s’explica com aquestes prediccions es fan públiques i quin paper juguen els meteoròlegs en tot aquest procés, incloent una entrevista a un meteoròleg reconegut. el segon bloc, és l’aplicació de tot el que hem vist en el primer. Es centra en la utilització de les dades en una volta al món sense escales. Finalment es fa una petita conclusió dels avenços entre les primeres regates d’aquest tipus i l’actualitat. posteriorment s’analitzen els avenços tecnològics actuals i els projectes més importants, relacionats amb la millora de les prediccions meteorològiques.

Aerosols and clouds, as two particular cases of a single phenomenon (i.e., a suspension of particles in the air), are important components in the climate system. They play a crucial role in determination of Earth’s energy budget, as they strongly affect the balance between the incoming shortwave solar radiation absorbed by Earth’s atmosphere and surface, and the thermal longwave radiation emitted from the Earth. Although aerosols and clouds interact and affect each other's properties, their radiative properties and effects are usually treated separately in climate, meteorological, and weather forecasting studies and models. Thus, a discrimination between the cloudy and noncloudy skies is often required in such contexts. Traditionally, the algorithms used for performing this discrimination assume that the state of the sky is either cloudy or noncloudy (but containing a certain aerosol load), leaving no space for an intermediate phase. However, the change in the state of sky from cloudy to cloudless (or vice versa) occurs gradually, and it comprises an additional phase called “transition zone” (or “twilight zone”), which may represent a variety of atmospheric processes: hydration/dehydration of aerosols, cloud fragments shearing off from the adjacent clouds, decaying and incipient clouds, etc. As a result of this simplified assumption about the state of sky, the area corresponding to the transition zone is often labeled as an area containing optically thin layers of cloud or aerosol. However, the microphysical and radiative characteristics of the transition zone are expected to lay on the border between those corresponding to a cloud and those corresponding to an atmospheric aerosol. In other words, radiative and optical properties corresponding to clear (noncloudy) or cloudy skies are misleadingly used to characterize such transition zone conditions. In the present thesis we contribute to the knowledge available about the transition zone from an energy balance perspective Els aerosols i els núvols, com a dos casos particulars d’un mateix fenomen (és a dir, una suspensió de partícules a l’aire), són components importants del sistema climàtic. Tenen un paper crucial en la determinació del balanç energètic de la Terra, ja que afecten fortament l’equilibri entre la radiació solar, d’ona curta, que absorbeixen l’atmosfera i la superfície de la Terra i la radiació tèrmica, d’ona llarga, emesa des de la Terra. Tot i que els aerosols i els núvols interactuen entre ells, modificant uns les característiques dels altres, les seves propietats i efectes radiatius se solen tractar per separat en estudis i models climàtics, meteorològics i de predicció del temps. Per tant, sovint es requereix una discriminació entre el cel serè i el cel ennuvolat. Tradicionalment, els algoritmes utilitzats per realitzar aquesta discriminació suposen que l’estat del cel és o bé ennuvolat o bé serè (sense núvols però que conté una certa càrrega d’aerosol), sense deixar espai per a una fase intermèdia. No obstant això, el canvi de l'estat del cel d’ennuvolat a serè (o viceversa) es produeix gradualment i comprèn una fase addicional anomenada "zona de transició" (o "twilight zone"), que pot representar una varietat de processos atmosfèrics: hidratació / deshidratació d’aerosols, fragments de núvols que sorgeixen dels núvols adjacents, núvols incipients o a punt de desaparèixer, etc. Com a resultat d’aquest supòsit simplificat sobre l’estat del cel, l’àrea corresponent a la zona de transició sovint s’etiqueta com una àrea que conté capes òpticament primes de núvol o aerosol, tot i que s’espera que les característiques microfísiques i radiatives de la zona de transició es trobin al límit entre les que corresponen a un núvol i les que corresponen a un aerosol atmosfèric. En altres paraules, les propietats òptiques i radiatives corresponents a cel serè (no nuvolós) o ennuvolat s’utilitzen de manera no del tot adequada per caracteritzar les condicions de zones de transició. En la present tesi contribuïm al coneixement disponible sobre la zona de transició des d’una perspectiva de balanç energètic I would also like to kindly thank the financial supporters which have made this research possible. Specifically, the Government of Catalunya (Secretaria d'Universitats i Recerca) and European Union for providing the FI‐ AGAUR PhD grant (grant number: 2018FI_B_00830), and the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness and Spanish Ministry of Science and Innovation for funding the projects NUBESOL (CGL2014-55976-R) and NUBESOL-2 (PID2019‐ 105901RB‐I00) developed at the Department of Physics of the University of Girona

This master’s report presents an assessment of wind power potential for the Caribbean coast of Colombia. The report analyses a large set of field measurements with high temporal resolution, along with data from the reanalysis product ERA5 from the European Center for Medium-Range Predictions (ECMWF) and with high-resolution wind speed fields simulated with the Weather Research and Forecast model (WRF), validated with field measurements. The manuscript consists of two chapters. The first chapter characterizes the wind resource across a wide area that includes the Gulf of Urabá and the San Andrés Islands, with a special focus on La Guajira. The temporal aggregation in the averaging time of some variables shows how finer time intervals (10-minute to hourly) generate more accurate monthly and annual statistics than daily and monthly data, with 10-min average wind speeds in the region in the range of 2.2 m s-1 to 8.3 m s-1. ERA5 performance at reproducing wind speed, direction, and variability compared to in situ measurements can be a valuable information source after identification/treatment of biases for wind characterization. Based on Weibull distributions and hourly Wind Power Density (WPD) calculations, the study finds several locations that offer commercial wind potential, with many having WPD above 800 W m- 2. Furthermore, estimates based on ERA5 show a wide offshore region in the Caribbean with a WPD over 800 W m-2 yearlong. Annual Energy Production (AEP) for the stations with promising potential reach capacity factors around 50%, which are comparable to those of the most productive wind farms worldwide. The second chapter shows the use of the WRF model to estimate the monthly wind regime, the intra diurnal wind variability, and the monthly WPD at resolutions of 9 and 3 km, which are substantially finer than the nearly 30 km equivalent grid size of ERA5. We compared the performance of three planetary boundary layer schemes in WRF (QNSE, YSU and MYJ) at reproducing the monthly average diurnal cycle of wind speeds during the months of higher (June) and lower (October) wind speeds, in four stations with high wind potential, based on metrics from Taylor diagrams. In addition, we compared WRF results with ERA5 estimates. The QNSE scheme outperforms the others in most sites and cases, with averaged fractional bias (FB) of 9.88% for QNSE, 10.83% for YSU, and 9.50% for MYJ, whereas ERA5 reached values up to 14.6%. Using the QNSE scheme, we calculated the WPD for the entire year and compared it with the ERA5 and the observed WPD by means of duration curves, for two of the analyzed points (northernmost locations). The WPD with WRF shows an almost perfect fit to the observed curves, while ERA5 only outperforms WRF in one location, and both ERA5 and WRF underrepresent in one location. Although the fields of WPD estimated with WRF are more detailed than those generated by ERA5, ERA5 information could still be valuable for offshore estimations at larger scales, e.g., the synoptic scale. The estimated WPD values for the month with higher wind speeds are up to 1200 W m-2 in the shoreline and up to 2000 W m-2 offshore, varying between 800 W m-2 and 1600W m-2 inland. WPD values during the month of lower wind speeds vary between 400 W m-2 and 800 W m-2. Due to the high spatial resolution of the WRF model, the obtained results will serve to identify new areas with commercial wind potential in the Caribbean region of Colombia and the north coast of South America.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-21T15:55:45Z No. of bitstreams: 1 MILLA NÓBREGA DE MENEZES COSTA – TESE (PPGMet) 2017.pdf: 8613459 bytes, checksum: 281a0bab0ad8f525e13dfcc4b7c9ea81 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-21T15:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MILLA NÓBREGA DE MENEZES COSTA – TESE (PPGMet) 2017.pdf: 8613459 bytes, checksum: 281a0bab0ad8f525e13dfcc4b7c9ea81 (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 Capes Fatores ambientais contribuem para a instabilidade atmosférica em qualquer parte do globo terrestre. E extremamente importante compreendê-los, pois estes fatores são vitais para elaborar previsões climatológicas concisas. O estado da Paraíba tem sido muito estudado cientificamente devido às irregularidades pluviométricas, entretanto ainda há poucos estudos relacionados ao fato de como os sistemas meteorológicos atuam diretamente na estrutura vertical da atmosfera deste estado, e consequentemente prejudicam a previsão climatológica. Este trabalho objetivou caracterizar a estrutura da atmosfera deste estado para ampliar o conhecimento cientifico relacionado a isto que é escasso e de forma inovadora utilizando dados da reanálise aplicados no programa computacional em linguagem Python. Foram selecionadas cidades em diferentes mesorregiões do estado, como Alhandra (litoral), Areia (brejo), Campina Grande (agreste), Taperoá (cariri) e Catolé do Rocha (sertão). Neste estudo foram utilizados dados observacionais de precipitação mensal entre 1980 e 2016 e diárias do ano de 2016, obtidos da Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA), dados da reanálise ERA ÍNTERIM resolução 0.125° X 0.125 obtidos no sistema do European Center for Médium Range Weather Forecasting (ECMWF), imagens do satélite GOES 13 provenientes do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em parceria com o Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), e linhas de correntes (componentes do vento u e v, nos niveis de pressão: 1000, 850, 700, 500, 200mb) que foram plotadas. Foi aplicada a metodologia da Análise de Ondeletas com dados mensais, e com dados diários, equações de verificação da estrutura da atmosfera, índices de instabilidade, e o programa SHARPpy (Skew-T and Hodograph Analysis Research Program — Python) utilizando dados da reanálise como dados de entrada no programa. Este programa foi utilizado como teste neste trabalho. Os resultados mostraram, na Análise de Ondeletas, que entre 1980 a 2016 o ciclo anual apresentou confiança de 95% com relação à precipitação versus o tempo. Entretanto as escalas menores, 0.25 (intrasazonal, I a 2 meses), maior que 0.25 (sazonal, 3 meses), 0.50 (semi-anual, 6 meses) também mostraram relevância, indicando que a maior precipitação se concentra nestas escalas. Os histogramas revelaram que os dados médios observados e dados da reanálise conseguem captar informações equivalentes, validando assim, utilização dos dados da reanálise de superfície e ar superior. Entretanto, vale salientar que a reanálise não foi capaz de detectar precipitação intensa diária. Na análise dos aspectos meteorológicos, cada dia específico que foi selecionado mostrou influência de diversos sistemas meteorológicos como Alta Subtropical, Alta da Bolívia, Alta dos Açores, ZCIT, VCAN, sistema convectivo, entre outros. O programa SHARPpy, foi utilizado como teste para analisar a configuração da estrutura da atmosfera para cada uma das cidades e dias escolhidos no trabalho, possibilitou a identificação de sistemas meteorológicos que estavam atuando e influenciando a atmosfera nas grande, meso e micro escalas sob condições de ocorrência de precipitação ou não. Assim, mostrou coerência em seus resultados, no sentido de que o perfil da atmosfera era representativo das condições de tempo. Logo, foi detectado interação entre sistemas atuantes, indicando acoplagem entre estes. E a orografia mostrou-se de grande importância e impacto no perfil vertical da atmosfera local. Environmental factors contribute to atmospneric instability in any part of the globe. It is extremely important to understand them, as these factors are vital to concise weather forecasting. The state of Paraíba has been shidied scientifically due to its rainfall irreguiarities; however, there are stilt few studies on how meteorological systems act on the vertical síruciure u f íhe aíinospíiere o f íhis region, anu iheir coiisequeriuv hartniiig effecís on climatological forecasts. This work aims to characterize the structure o f the atmosphere of Paraíba in order to expand the scarce scientific knowledge on it by using data from tlie reanalysis applied to the computational program in the language Python. Cities were selected tíi uiffeiciii iíiesoíegioiis of the state, such as Alhandra (coastal), Areia (brejo - wetlaiids), Campina Grande (agreste - semi moist), Taperoá (Cariri - dry) and Catolé do Rocha (Sertão - backlands). For the present study, monthly observationaí data on precipitation were used between 1980 - 2016 and 2016; whereas daily data were provided by the Executive Agency resolution 0.125 ° X 0.125, which were obtained from the European Center for Médium Range Weather Forecasting (ECMWF), as well as from GOES 13 satellite images provided by the National Institute for Space Research in partnership with the Center for Weather at the pressure leveis: 1000, 850, 700, 500, 200mb) that were plotted. The Wavelet Analysis methodology with its monthly data was applied in addition to daily data, atmospheric structure verification equations, instability índices, and the SHARPpy program (Skew-T and program data. This program was used as a test for the present work. The results showed that, between 1980 and 2016, the annual cycle revealed a 95% assurance in relation to precipitation versus time. However, the smaller scales, 0.25 (intrasazonal, 1 to 2 months), greater than 0.25 that higher precipitation is concentrated on these scales. The histograms reveal that the observed mean data and reanalysis data can capture equivalent information, thus validating the use of surface and upper air reanalysis data in the present study. However, it is worth the meteorological aspects on each specífic day that was selected revealed the influence of several meteorological systems such as High Subtropical, High of Bolívia, High of the Azores, ITCZ, VCAN, convective system, among others. And the SHARPpy program that was used as a test to analyze the configuration of the aUnosphere structure for the cities on the selected days in the work, allowed the identification of meteorological systems that were acting and influencing the atmosphere at great, meso and micro scales under conditions of precipitation or not. Thus, it has displayed coherence as to its results, in the sense that the profíle of the atmosphere was representative of the weather conditions. Therefore, interaction between active systems was detected, indicating coupling between them. And the orography was found to be of greater importance and impactful considering the vertical profíle of thelocal atmosphere.

The persistence of strong snowfalls in both Central and Southern Italy between December 2016 and January 2017 has been the most dramatic effect of a particular quasi-steady meteorological situation known as Ω block. This situation has concerned a large European area as well. It is worth to stress that this meteorological pattern is usually associated with length of time larger than that typical of meteorological weather. In the present paper we will: 1) show that, in the context of the non-linear quasi-geostrophic dynamics of the atmosphere at the synoptic scale, the Ω block is the result of an interplay between Rossby waves and zonal flows; 2) provide, in accordance with the statistics of the above blocks, the standard duration of the corresponding meteorological configuration which, in any case, is candidate to the break up via dynamical instability.

Comunicación presentada en: Día Internacional de la Ciudad Educadora, celebrado en Gijón, el 28 de noviembre de 2017

Considerando la existencia de problemas para el monitoreo de variables ambientales en el sector agrícola, debido a sus altos costos, falta de autonomía, se desarrolló una estación meteorológica, que permite monitorizar variables como la temperatura, humedad, concentración de gases y demás, de forma remota. Se utilizó un módulo Arduino, un módulo sim900 y un conjunto de sensores encargados de sensar diversas variables, y finalmente se implementó un modelo de energía solar que le brinda autonomía al sistema. El objetivo de este proyecto consiste en desarrollar una herramienta tecnológica que permita estudiar el comportamiento de variables ambientales y de esta forma poder comprender el comportamiento de los microclimas el cual puede ser un insumo para la agricultura de precisión, permitiendo así el ahorro de recursos y una mejor evaluación del estado de la siembra. La metodología utilizada en este proyecto consiste en seis fases: La selección de las variables a sensar, el acondicionamiento de los sensores y módulos, el diseño de la base de datos, la programación de los módulos, el desarrollo de las interfaces gráficas, diseño del modelo de energía. Como resultado de lo antes descrito, se presenta el desarrollo completo de la estación meteorológica, su funcionamiento basado en la impresión de los datos monitoreados en una página web, permitiendo así una herramienta que permita el estudio más detallado de los factores que afectan los cultivos. Ingeniero de Telecomunicaciones Pregrado

In this work, a subsynoptic characterization of tropopause fold structures is derived from one-year of global, high resolution GFS (Global Forecasting System, 0.3 degrees) data analyses and 10 years of daily WRF (Weather Reasearch and Forecasting) mesoscale simulations at 30 km resolution initialized with the Japanese 25-year Re-Analysis (JRA-25, 1.125 degrees). The dynamical tropopause, defined as a constant potential vorticity surface (2 PVU), is an important meteorological concept that under adiabatic and frictionless conditions acts as a material barrier between the troposphere and the stratosphere. Deformations of this layer such as foldings have a relevant influence on midlatitude weather systems and are a major mechanism of extratropical stratosphere-troposphere exchange. In the vicinity of these stratospheric intrusions, large vertical and horizontal gradients of Potential Vorticity (PV) are found, so that high resolution data is required for a direct characterization of these structures. Based on a geometric definition of tropopause folds, a novel objective algorithm has been developed and applied over the 6-hour meteorological fields to unambiguously detect the presence of a folded dynamical tropopause. The methodology applied requires no assumptions on the dynamical origin of the folding, and it registers the main geometric features of each individual folded grid structure such as its horizontal dimensions, depth of penetration, thickness or the gap relative to the upper tropopause. The application of the fold detection algorithm has served to characterize the geographical distribution of folding features on a global basis using one year of GFS data, and on a regional basis using a more robust 10-year WRF climatology over Southwest Europe. The analysis corroborates the differences between subtropics and extratropics in tropopause fold characteristics and formation, and serves to identify the main synoptic upper-level scenarios that drive the intensification of these structures. The geographical distribution and annual variability of stratospheric intrusions detected with the GFS analyses are in line with existing climatologies, supporting the competence of the fold searching algorithm, but providing a more detailed portrait through the higher resolution of the GFS data. The 10-year WRF tropopause fold climatology shows a general good agreement with the one-year GFS observations, although WRF tropopause fold frequencies appear to be lower on average. This can be partly attributed to interannual variability, and partly to underestimation of the total folded area simulated by WRF relative to that observed by GFS, as revealed in individual tropopause fold case studies. Additionally, a product that uses a combination of geometric tropopause fold parameters has been generated (Stratosphere-Troposphere Transport Folding Index, STTFI) to estimate the regions of the globe where the largest amounts of stratospheric air are most likely to be irreversibly transferred into the troposphere due to deep tropopause fold intrusions. Despite its simplicity, the STTFI reproduces the most important features captured in existing Stratosphere-Troposphere Transport (SST) climatologies based on Lagrangian trajectory techniques. Finally, a detailed evaluation on the WRF model ability to simulate tropopause folds has been performed over an entire year (December 2007 - November 2008), with an eye at establishing the role of resolution enhancements at improving their simulation. Qualitative and quantitative comparisons between WRF results and both the initial JRA data and the GFS analyses have been performed over tropopause fold frequencies and individual tropopause fold events. The comparison demonstrates that the WRF forcing is in general able to forecast the main mesoscale features of the tropopause folds, significantly improving their representation with respect to the JRA coarse description of the initial state, particularly at midlatitudes. However, it has been observed that a poor definition of the initial conditions can be an important obstacle in tropopause fold performance, particularly under certain circumstances (e.g. rapidly traveling perturbations entering the domain) in some specific areas (e.g. close to the border of the simulation domain)., En aquesta tesi s'ha realitzat una anàlisi i una caracterització detallada sobre les estructures de plegament de la tropopausa (Tropopause Foldings en la literatura anglesa) utilitzant, per un costat, un any de dades globals de relativa alta resolució (0.3 graus) d'anàlisis del model GFS (Global Forescating System), i per l'altra, 10 anys de dades de simulacions numèriques diàries realitzades amb el model de mesoescala WRF (Weather Research and Forecasting) amb una resolució aproximada d'uns 30 km i inicialitzades amb les dades JRA-25 (Japanese 25-year ReAnalysis) que tenen una resolució grollera d'1.125 graus. La tropopausa és una capa fina de l'atmosfera que separa la troposfera de l'estratosfera, dues capes molt diferents en la seva estructura tèrmica, condicions dinàmiques i composició química. A la troposfera, per exemple, la temperatura disminueix amb l'altitud, els moviments verticals i la barreja hi són relativament freqüents, i l'aire pot contenir grans quantitats de vapor d'aigua mentre que l'ozó n'és generalment escàs. En canvi, a l'estratosfera la temperatura augmenta amb l'altitud, els moviments són bàsicament horitzontals, i l'aire està estratificat per capes, pobres en vapor d'aigua i relativament riques en concentració d'ozó, provinent de la capa d'ozó que es troba precisament en els primers 25 km de l'estratosfera. Per tant, la tropopausa representa una zona de transició i canvis abruptes entre aquestes dues capes, cosa que fa que jugui un paper molt important en l'intercanvi de substàncies i que presenti una gran sensibilitat a possibles canvis atmosfèrics. Tenint en compte les característiques dinàmiques, es pot definir la tropopausa com una superfície de valor constant de vorticitat potencial, típicament la superfície de 2 PVU (unitats de vorticitat potencial, on 1 PVU = 10' m2 s-1 K kg-1). D'aquesta manera l'aire troposfèric queda definit per valors baixos de vorticitat potencial (PV < 2) i l'estratosfèric per valors alts (PV > 2). Sota condicions de conservació adiabàtiques i sense fricció, aquesta tropopausa dinàmica actua com a una barrera física entre les dues capes. Deformacions importants d'aquesta superfície, com per exemple els plegaments de tropopausa, poden tenir una gran influència en el desenvolupament de fenòmens meteorològics a la troposfera i poden ser un dels mecanismes més importants d'intercanvi i transport de substàncies entre la troposfera i l'estratosfera als extratròpics. Aquests plegaments de tropopausa o intrusions estratosfèriques es caracteritzen per la presència de forts gradients de vorticitat potencial, especialment a les zones properes que limiten amb els seus contorns. Per aquest motiu és de suposar que per a una bona detecció i caracterització d'aquestes estructures, és necessària una bona resolució horitzontal i vertical de les dades. S'ha creat un algoritme objectiu per a la detecció d'aquests plegaments basant-se només en una definició purament geomètrica d'aquestes estructures i, per tant, sense fer cap suposició d'entrada sobre el seu origen dinàmic. D'aquesta manera l'algoritme, aplicat sobre els camps tridimensionals de les principals variables meteorològiques, és capaç de detectar la presència d'una tropopausa dinàmica plegada, i d'enregistrar-ne les seves principals característiques geomètriques com són: les dimensions horitzontals, el gruix de la intrusió, la profunditat de penetració o l'amplitud de l'arc (distància vertical entre les dues tropopauses que defineixen la presència d'un plegament). L'algoritme s'ha aplicat primerament sobre un any (desembre 2007 - novembre 2008) de dades d'anàlisi globals del model GFS amb el que s'ha pogut fer una caracterització geogràfica completa de plegaments de tropopausa per a l'hemisferi nord i sud. Els resultats, per una banda, es corresponen molt bé amb les climatologies existents, el que corrobora el bon funcionament de Seguidament, l'algoritme també s'ha aplicat sobre els 10 anys de simulacions realitzades amb el model de mesoescala WRF i s'ha construït una climatologia de plegaments molt més robusta sobre una regió força extensa del sud-oest d'Europa, amb la Península Ibèrica al centre del domini. Aquesta climatologia mostra una bona concordança amb els resultats obtinguts durant un any d'estudi amb les dades GFS, tot i que les freqüències de plegaments observades són en general més petites. Aquesta disminució és deguda, per una banda, a la variabilitat interanual, i per l'altra, a una subestimació generalitzada de l'àrea total detectada en els diferents casos de plegaments de tropopausa simulats amb el model WRF respecte dels observats amb les dades GFS. Tant l'anàlisi global com la climatologia regional corroboren les diferències entre els subtròpics i els extratròpics en la formació i característiques dels plegaments de tropopausa, i serveixen per a identificar els principals escenaris sinòptics que governen la intensificació d'aquests fenòmens. També s'ha generat un producte que utilitza una combinació dels diferents paràmetres geomètrics dels plegaments de tropopausa per a estimar les regions on és més probable que grans quantitats d'aire estratosfèric siguin transferides irreversiblement a la troposfera degut als casos més intensos de plegaments de tropopausa (STTFI: Stratosphere-Troposphere Transport Folding Index). Tot i la simplicitat del producte, l'STTFI reprodueix molt bé els trets més importants observats a les climatologies existents de transport estratosfera-troposfera basades en tècniques més complicades de trajectòries lagrangianes. Finalment, s'ha efectuat una avaluació detallada sobre la capacitat del model WRF per a simular plegaments de tropopausa, i amb l'objectiu d'avaluar també la importància dels increments en la resolució de les dades a l'hora de millorar la representació dels plegaments de tropopausa. S'han realitzat comparacions durant un any sencer (desembre 2007 - novembre 2008), tant qualitatives com quantitatives, dels resultats del WRF amb, per una banda, les dades de baixa resolució JRA utilitzades com a inicialització de les simulacions, i per l'altra banda, amb les dades GFS que tenen una resolució semblant a la de les simulacions WRF. A part de comparar les freqüències de plegaments i les seves característiques estacionals, també s'ha analitzat un ampli ventall de diferents casos d'estudi individuals. Els resultats demostren que el model WRF és en general capaç de pronosticar els principals trets mesoescalars dels plegaments de tropopausa, millorant significativament la seva representació en comparació amb la descripció més grollera que ofereixen les dades d'inicialització JRA, especialment a les latituds mitjanes. Tot i aquesta millora significativa, s'ha observat que una definició pobra de les condicions inicials pot ser un obstacle important per a un complet desenvolupament de les intrusions estratosfèriques, especialment en algunes circumstàncies (p.e. pertorbacions ràpides entrant en el domini de simulació) i en algunes regions concretes (p.e. prop dels límits del domini).

Fil: Torrero, Mariana P. Universidad Católica Argentina. Facultad de Ciencias Físicomatemáticas e Ingeniería. Equipo Interdisciplinario para el Estudio de Procesos Atmosféricos en el Cambio Global, PEPACG; Argentina Fil: Agosta, Eduardo A. Universidad Católica Argentina. Facultad de Ciencias Físicomatemáticas e Ingeniería. Equipo Interdisciplinario para el Estudio de Procesos Atmosféricos en el Cambio Global, PEPACG; Argentina Fil: Agosta, Eduardo A. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina Fil: Agosta, Eduardo A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Araneo, Diego C. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Araneo, Diego C. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina Resumen: La cuenca del río Tecka – Gualjaina se localiza al Noroeste de la provincia de Chubut, Argentina y desarrolla una superficie de 5.318 km2. El trabajo explora los forzantes del sistema atmósfera-océano asociados a la variabilidad interanual del caudal para la temporada de máximo caudal (de junio a noviembre), que representa el 80 % del total anual, y de mínimo caudal (de diciembre a mayo). El balance hídrico de la cuenca arrojó condiciones de aridez, por lo que el comportamiento temporal del caudal depende del de la precipitación. En el registro disponible 1956-2013 la serie de máximo caudal presentó tendencia negativa, con un cambio de régimen en las anomalías de caudal a comienzos de los 80, pasando de un predominio positivo antes a otro negativo después. La serie de mínimo caudal mostró ser más estacionaria, sin tendencia significativa. Los ciclos dominantes en ambas series temporales sólo se observaron en la alta frecuencia interanual ( 2 años y 4-5 años). Las teleconexiones y forzantes asociados a las series de caudal se analizaron para el período 1979-2013 mediante el reanálisis del ERA-Interim. Las variaciones interanuales del caudal máximo estuvieron asociadas a teleconexión troposférica de baja frecuencia (interanual) simétrica respecto del Ecuador, posiblemente asociada a variaciones en la convección tropical entre aproximadamente 10ºN-10ºS y 150ºE-180ºE, inducidas por variaciones de temperatura superficial del mar en el Pacífico occidental ecuatorial (entre 180ºO-150ºO). La teleconexión afectó la posición e intensidad de las corrientes en chorro subtropical y polar, alterando la trayectoria de sistemas baroclínicos invernales que precipitan en la región. Las variaciones interanuales del mínimo caudal estuvieron asociadas a una variabilidad de altas latitudes simétricamente anular, modulada por un tren de onda 3 en latitudes medias sobre el Pacífico Sur y el Atlántico Sur. Estas características pudieron haber favorecido cambios dinámicos en el transporte de humedad dando lugar a cambios en la precipitación hacia el centro-oeste y sur de la Patagonia, afectando la cuenca del río Tecka-Gualjaina. Los resultados muestran que al menos en el período 1979-2013, el río Tecka-Gualjaina tuvo como forzante principal teleconexiones trópico-extratrópico asociadas a variaciones en el calentamiento de las temperaturas de la superficie del mar del Pacífico central ecuatorial, en parte debido a la actividad de El Niño – Oscilación del Sur (ENOS) Abstract: The basin of the Tecka-Gualjaina River is located in the northwest of the Chubut Province, extended over an area of 5,318 km2. The paper explores the influence of the atmosphere-ocean system on the interannual streamflow variability for the season of maximum streamflow (from June to November), which represents 80 % of the annual streamflow, and of minimum streamflow (from December to May). The Hydric balance yielded dryness conditions, for which the temporal behavior of the streamflow depends on precipitation. The maximum streamflow series showed negative trend in the full available record 1956-2013, with a change in the regime of streamflow anomalies by the beginning of the 80%, evolving from a positive predominance before to a negative one after. The minimum streamflow series was more stationary, without significant trend. The dominant cycles in both time series are only observed in the interannual high frequency ( 2 years and 4-5 years). Teleconnections and forcing associated to the streamflow time series were analyzed in the period 1979-2013 using ERA-Interim reanalysis. The year-to-year variations of maximum streamflow time series were associated with low frequency (interannual) tropospheric teleconnection, symmetric about the equator, possibly associated with variations of tropical convection between about 10o N-10º S and 150º E -180º E, induced by variations of sea surface temperature in the equatorial western Pacific (180º W-150º W). The teleconnection affected the position and intensity of the subtropical and polar jets, altering the trajectory of winter baroclinic systems that precipitate in the region. The year-to-year variations of maximum streamflow time series were associated with a high latitude annular mode-like variability, modulated by a wave-3 train at mid-latitudes over the South Pacific and South Atlantic. These features might have favored dynamic changes in the extratropical moisture transport leading to changes in precipitation towards the mid-west and southern Patagonia, affecting the Tecka-Gualjaina River basin. The results showed that at least between 1979 and 2013, the Tecka-Gualjaina River streamflow variability had tropic-extratropical teleconnections as a main forcing, associated with variations in the warming of sea surface temperatures of the equatorial central Pacific, being partly due to ENSO activity

198 p. En las últimas décadas se ha producido un gran aumento en la contaminación del medioambiente. El incesante uso de combustible fósil genera una gran contaminación atmosférica con las consecuentes alteraciones climáticas, además de los problemas de salud provocados por estas emisiones contaminantes. Estos combustibles son la principal fuente de energía para vehículos móviles, como lo son los vehículos agrícolas. Otra problemática generada en la actual agricultura intensiva es el uso de productos químicos utilizados para combatir las plagas indeseadas que merman y dañan la producción. Gran parte de estos productos suele terminar en el subsuelo contaminando las aguas freáticas. Abordando estas problemáticas, esta memoria de tesis doctoral presenta una serie de publicaciones de investigación para reducir la contaminación generada en las tareas agrícolas llevadas a cabo por sistemas automatizados. Concretamente, las 4 publicaciones expuestas en esta memoria de tesis doctoral por compendio de publicaciones se centran en la reducción contaminantes atmosféricos e hídricos utilizando sistemas robotizados para tratamientos de precisión aplicados en agricultura. Para las pruebas experimentales presentadas en estas publicaciones se han utilizado los vehículos robóticos e implementos desarrollados en el proyecto RHEA (European Union FP7-NMP 245986), las tareas agrícolas consideradas en estas publicaciones también han sido las desarrolladas dentro de este proyecto: (a) control de malas hierbas en cultivos agrícolas utilizando herbicidas; (b) control de malas hierbas en cultivos con surcos amplios y gran resistencia a temperaturas elevadas durante pequeños periodos de tiempo (como maíz, cebollas, ajos, puerros, etc.) mediante la aplicación directa de llamas; y (c) control de plagas en árboles aplicando insecticidas. Además, es importante tener en cuenta que gran parte de los resultados obtenidos se pueden extender a otras tareas, tanto del sector agrícola como de otros sectores. En primer lugar se presenta y analiza una metodología para reducir el combustible empleado en tareas agrícolas. Para ello se desarrolla un modelo de consumo de combustible del robot agrícola y una representación tridimensional del terreno para analizar y estudiar el consumo en cada instante y en cada zona del cultivo. Con estos datos se aplican una serie de algoritmos diseñados para buscar la mejor secuencia de actuación respecto al consumo de combustible por parte del robot agrícola para llevar a cabo la tarea correspondiente. Finalmente, se valida el método realizando una serie de pruebas experimentales en cultivos reales para las tres tareas agrícolas consideradas mediante el análisis de los resultados obtenidos. Los resultados demuestran que el uso de este tipo de métodos reduce significativamente el combustible empleado, y que considerar las alturas del terreno es especialmente interesante para tareas donde existen variaciones importantes en la masa del sistema. Cabe destacar que el método descrito también es válido para otras tareas, tanto agrícolas como de otro tipo. La segunda publicación presenta la reducción de los gases de escape nocivos para el medio ambiente y para la salud utilizando un sistema hibrido de energía. Para ello se reduce carga al motor de combustión interna añadiendo un sistema de abastecimiento energético eléctrico basado en fuentes limpias, el cual está formado por una pila de combustible, baterías y un panel fotovoltaico. Un primer estudio analiza que parte de la demanda energética es factible abastecer con el sistema eléctrico y se determinan los cambios más convenientes a realizar en los vehículos e implementos para un buen aprovechamiento del sistema hibrido de potencia. A continuación se desarrolla un modelo energético para calcular la demanda energética de las diferentes tareas, los picos de potencia y su valor medio, así como los demás datos necesarios para diseñar y dimensionar el sistema de abastecimiento de energía eléctrica. Finalmente, se analizan los gases de escape emitidos al utilizar este sistema hibrido de potencia y se comparan estos valores con los resultados obtenidos al utilizar el motor de combustión interna como única fuente de potencia. En esta comparación se obtiene que la reducción de gases contaminantes alcanza valores cercanos al 50%. La tercera publicación analiza el control de malezas en cultivos agrícolas mediante la aplicación precisa de herbicidas utilizando un sistema de sulfatación robotizado. En esta publicación se describe detalladamente el sistema robotizado para llevar a cabo una fumigación con herbicida sobre los parches de malezas en cultivos agrícolas, donde el mapa de malas hierbas puede ser conocido a priori o generado mientras se está realizando la tarea. Se presenta una serie de experimentos que demuestran que el uso de este sistema logra tratar más del 99% de las hierbas detectadas desperdiciando una cantidad mínima de herbicida. El uso de este tipo de sistemas reduce significativamente los productos químicos vertidos sobre el suelo que pueden llegar al nivel freático con la consecuente contaminación de las aguas subterráneas. Finalmente, la cuarta publicación expuesta en esta tesis doctoral describe y analiza un sistema para el tratamiento ecológico de malas hierbas en cultivos con gran resistencia al fuego y surcos amplios. Este sistema sustituye los productos químicos empleados (herbicidas) por energía calorífica, lo que hace que pueda ser utilizado tanto en la agricultura ecológica como en la sostenible. Esta energía puede ser proporcionada por fuentes limpias como los son los diferentes tipos de biogás. Además, este tratamiento térmico se centra en las zonas de las líneas de cultivo infestadas de hierba, aplicando un proceso de aricado entre dichas líneas. La publicación describe una serie de experimentos de campo que demuestran que este sistema es capaz de tratar el 91% de las malas hierbas germinadas junto a las líneas del cultivo (en estas pruebas todo el espacio entre líneas de cultivo es aricado) En las últimas décadas se ha producido un gran aumento en la contaminación del medioambiente. El incesante uso de combustible fósil genera una gran contaminación atmosférica con las consecuentes alteraciones climáticas, además de los problemas de salud provocados por estas emisiones contaminantes. Estos combustibles son la principal fuente de energía para vehículos móviles, como lo son los vehículos agrícolas. Otra problemática generada en la actual agricultura intensiva es el uso de productos químicos utilizados para combatir las plagas indeseadas que merman y dañan la producción. Gran parte de estos productos suele terminar en el subsuelo contaminando las aguas freáticas. Abordando estas problemáticas, esta memoria de tesis doctoral presenta una serie de publicaciones de investigación para reducir la contaminación generada en las tareas agrícolas llevadas a cabo por sistemas automatizados. Concretamente, las 4 publicaciones expuestas en esta memoria de tesis doctoral por compendio de publicaciones se centran en la reducción contaminantes atmosféricos e hídricos utilizando sistemas robotizados para tratamientos de precisión aplicados en agricultura. Para las pruebas experimentales presentadas en estas publicaciones se han utilizado los vehículos robóticos e implementos desarrollados en el proyecto RHEA (European Union FP7-NMP 245986), las tareas agrícolas consideradas en estas publicaciones también han sido las desarrolladas dentro de este proyecto: (a) control de malas hierbas en cultivos agrícolas utilizando herbicidas; (b) control de malas hierbas en cultivos con surcos amplios y gran resistencia a temperaturas elevadas durante pequeños periodos de tiempo (como maíz, cebollas, ajos, puerros, etc.) mediante la aplicación directa de llamas; y (c) control de plagas en árboles aplicando insecticidas. Además, es importante tener en cuenta que gran parte de los resultados obtenidos se pueden extender a otras tareas, tanto del sector agrícola como de otros sectores. En primer lugar se presenta y analiza una metodología para reducir el combustible empleado en tareas agrícolas. Para ello se desarrolla un modelo de consumo de combustible del robot agrícola y una representación tridimensional del terreno para analizar y estudiar el consumo en cada instante y en cada zona del cultivo. Con estos datos se aplican una serie de algoritmos diseñados para buscar la mejor secuencia de actuación respecto al consumo de combustible por parte del robot agrícola para llevar a cabo la tarea correspondiente. Finalmente, se valida el método realizando una serie de pruebas experimentales en cultivos reales para las tres tareas agrícolas consideradas mediante el análisis de los resultados obtenidos. Los resultados demuestran que el uso de este tipo de métodos reduce significativamente el combustible empleado, y que considerar las alturas del terreno es especialmente interesante para tareas donde existen variaciones importantes en la masa del sistema. Cabe destacar que el método descrito también es válido para otras tareas, tanto agrícolas como de otro tipo. La segunda publicación presenta la reducción de los gases de escape nocivos para el medio ambiente y para la salud utilizando un sistema hibrido de energía. Para ello se reduce carga al motor de combustión interna añadiendo un sistema de abastecimiento energético eléctrico basado en fuentes limpias, el cual está formado por una pila de combustible, baterías y un panel fotovoltaico. Un primer estudio analiza que parte de la demanda energética es factible abastecer con el sistema eléctrico y se determinan los cambios más convenientes a realizar en los vehículos e implementos para un buen aprovechamiento del sistema hibrido de potencia. A continuación se desarrolla un modelo energético para calcular la demanda energética de las diferentes tareas, los picos de potencia y su valor medio, así como los demás datos necesarios para diseñar y dimensionar el sistema de abastecimiento de energía eléctrica. Finalmente, se analizan los gases de escape emitidos al utilizar este sistema hibrido de potencia y se comparan estos valores con los resultados obtenidos al utilizar el motor de combustión interna como única fuente de potencia. En esta comparación se obtiene que la reducción de gases contaminantes alcanza valores cercanos al 50%. La tercera publicación analiza el control de malezas en cultivos agrícolas mediante la aplicación precisa de herbicidas utilizando un sistema de sulfatación robotizado. En esta publicación se describe detalladamente el sistema robotizado para llevar a cabo una fumigación con herbicida sobre los parches de malezas en cultivos agrícolas, donde el mapa de malas hierbas puede ser conocido a priori o generado mientras se está realizando la tarea. Se presenta una serie de experimentos que demuestran que el uso de este sistema logra tratar más del 99% de las hierbas detectadas desperdiciando una cantidad mínima de herbicida. El uso de este tipo de sistemas reduce significativamente los productos químicos vertidos sobre el suelo que pueden llegar al nivel freático con la consecuente contaminación de las aguas subterráneas. Finalmente, la cuarta publicación expuesta en esta tesis doctoral describe y analiza un sistema para el tratamiento ecológico de malas hierbas en cultivos con gran resistencia al fuego y surcos amplios. Este sistema sustituye los productos químicos empleados (herbicidas) por energía calorífica, lo que hace que pueda ser utilizado tanto en la agricultura ecológica como en la sostenible. Esta energía puede ser proporcionada por fuentes limpias como los son los diferentes tipos de biogás. Además, este tratamiento térmico se centra en las zonas de las líneas de cultivo infestadas de hierba, aplicando un proceso de aricado entre dichas líneas. La publicación describe una serie de experimentos de campo que demuestran que este sistema es capaz de tratar el 91% de las malas hierbas germinadas junto a las líneas del cultivo (en estas pruebas todo el espacio entre líneas de cultivo es aricado).

Large wildfire occurrence and burned area are modeled using hydroclimate and landsurface characteristics under a range of future climate and development scenarios. The range of uncertainty for future wildfire regimes is analyzed over two emissions pathways (the Special Report on Emissions Scenarios [SRES] A2 and B1 scenarios); three global climate models (Centre National de Recherches Météorologiques CM3, Geophysical Fluid Dynamics Laboratory CM2.1 and National Center for Atmospheric Research PCM1); three scenarios for future population growth and development footprint; and two thresholds for defining the wildland-urban interface relative to housing density. Results were assessed for three 30-year time periods centered on 2020, 2050, and 2085, relative to a 30-year reference period centered on 1975. Increases in wildfire burned area are anticipated for most scenarios, although the range of outcomes is large and increases with time. The increase in wildfire burned area associated with the higher emissions pathway (SRES A2) is substantial, with increases statewide ranging from 36% to 74% by 2085, and increases exceeding 100% in much of the forested areas of Northern California in every SRES A2 scenario by 2085. UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)

CAPES Este trabalho teve como objetivo avaliar determinação química inorgânica de amostras de material particulado atmosférico inalável nas frações fina e grossa. Foram coletadas amostras de aerossol em 2013 e 2014 em sítios localizados nas cidades de Londrina e Maringá. As amostras foram coletadas diariamente (24h) em duas campanhas: inverno e verão. Para a coleta foi utilizado um amostrador dicotômico com filtro de fibra de quartzo com tamanho de 47 mm por 2 µm de porosidade, 97% de eficiência e com retenção de partículas de até 0,3 µm. Foi realizada a quantificação da massa do material particulado atmosférico através do método gravimétrico, sendo que para Londrina o MP2,5 e MP2,5-10 representam, respectivamente 29,2% e 70,8% do material particulado atmosférico na campanha de inverno (2013), 30,9% (MP2,5) e 69,1% (MP2,5-10) na campanha de verão (2013) e 35,9% (MP2,5) e 64,1% (MP2,5-10) na campanha de inverno 2014. Em Maringá o percentual foi de 42,0% (MP2,5) e 58,0% (MP2,5-10) para a campanha de inverno (2014) e 28,8% (MP2,5) e 71,2% (MP2,5-10) para a campanha de verão (2014). A razão PM2,5/PM10 foi em média de 0,3 para ambas as cidades, demonstrando que são áreas urbanas em desenvolvimento. A análise das espécies inorgânicas majoritárias solúveis em água (NO3-, SO42- e Cl-), associadas ao MP2,5-10 foram quantificadas por cromatografia de íons no Laboratório LACA da Universidade Estadual de Londrina e a maior contribuição em todas as campanhas foi do NO3-. As razões NO3-/SO42- acima de 1,0 indicam a contribuição do tráfego local. As análises dos metais associados ao MP2,5 foram realizadas por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) na Universidade Federal de Santa Catarina. As concentrações de Zn, Pb, Cu e Mn encontrados em todas as campanhas indicam a contribuição das fontes móveis para o MP2,5. A concentração de BCe no MP2,5 foi determinada por refletância e as maiores concentrações de BCe foram encontradas nas campanhas de inverno. Em Geral, Londrina apresentou as maiores concentrações das espécies analisadas, quando comparado com Maringá. Além disso, a análise das trajetórias das massas de ar indicou o transporte de poluentes provenientes principalmente das queimadas da região sudeste do país. This study aimed to determine the concentration and inorganic chemical composition of samples from airborne particulate matter inhaled in fine and coarse fractions. Aerosol samples were collected in 2013 and 2014, from sites located in the cities of Londrina and Maringa, in the state of Paraná, Brazil. The samples were collected daily (24h) in two campaigns: winter and summer. For the collection, was used a dichotomous sampler with quartz fiber filter with 47 mm in size and 2 µm porosity, 97% efficiency, retaining particles of up to 0.3 µm. Quantification of the airborne particulate matter mass was performed by gravimetry method. The results from Londrina to PM2.5 and MP2,5-10 represent, respectively, 29.2% and 70.8% of airborne particulate matter in the winter campaign (2013), 30.9% (PM2.5) and 69.1 % (MP2,5-10) in the summer campaign (2013), and 35.9% (PM2.5) and 64.1% (MP2,5-10) in the winter 2014 campaign. In the city of Maringa, the results presented the percentage of 42.0% (PM2.5) and 58.0% (MP2,5-10) for the winter season (2014), and 28.8% (PM2.5) and 71.2 % (MP2,5-10) for the summer season (2014). The PM2.5/PM10 ratio was on average 0.3, demonstrating that both cities are developing urban areas. Analysis of the major soluble inorganic species in water (NO3-, SO42- and Cl-) associated with MP2,5-10 were quantified by ion chromatography at the LACA Laboratory in the State University of Londrina, with the largest contribution found in all campaigns was to NO3-. The NO3-/SO42- ratios above 1.0 indicate the local traffic contribution. The analysis of metals associated with PM2.5 was carried out by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS) in the Federal University of Santa Catarina. The Zn, Pb, Cu and Mn concentrations found in all campaigns indicate the contribution of mobile sources to PM2.5. The concentration of BCe in PM2.5 was determined by reflectance, with higher BCe concentrations being found in winter campaigns. In general, Londrina presented the highest concentrations from the species analyzed when compared to Maringá. In addition, the analysis of the air mass trajectories indicated the transportation of pollutants coming mainly from fires in the southeastern region of the country.

The Pierre Auger Observatory is making significant contributions towards understanding the nature and origin of ultra-high energy cosmic rays. One of its main challenges is the monitoring of the atmosphere, both in terms of its state variables and its optical properties. The aim of this work is to analyze aerosol optical depth $\tau_{\rm a}(z)$ values measured from 2004 to 2012 at the observatory, which is located in a remote and relatively unstudied area of the Pampa Amarilla, Argentina. The aerosol optical depth is in average quite low - annual mean $\tau_{\rm a}(3.5~{\rm km})\sim 0.04$ - and shows a seasonal trend with a winter minimum - $\tau_{\rm a}(3.5~{\rm km})\sim 0.03$ -, and a summer maximum - $\tau_{\rm a}(3.5~{\rm km})\sim 0.06$ -, and an unexpected increase from August to September - $\tau_{\rm a}(3.5~{\rm km})\sim 0.055$). We computed backward trajectories for the years 2005 to 2012 to interpret the air mass origin. Winter nights with low aerosol concentrations show air masses originating from the Pacific Ocean. Average concentrations are affected by continental sources (wind-blown dust and urban pollution), while the peak observed in September and October could be linked to biomass burning in the northern part of Argentina or air pollution coming from surrounding urban areas., Comment: 16 pages, 9 figures, accepted in Atmospheric Research journal

El objetivo de la corrección atmosférica es determinar el valor real de reflectancia de la superficie de la Tierra, a partir de la reflectancia aparente medida por el sensor. Constituye la parte más importante del pre-procesamiento de datos obtenidos mediante teledetección por satélite. Los procedimientos clásicos de corrección utilizan modelos de transferencia radiativa que suponen el estado atmosférico estático, sin atender a sus condiciones cambiantes, tanto espaciales como temporales. De esta manera, el coste computacional que se ahorra es muy significativo pero, dicha simplificación, difiere notablemente de la situación real. Suponiendo conocidos los campos dinámicos que determinan el estado de la atmósfera, la metodología clásica de corrección atmosférica mediante estos modelos, involucraría la ejecución de los mismos en cada punto, resultando inabordable debido al coste computacional que conllevaría. En este trabajo se propone una alternativa que considera la dependencia espacial y temporal de las condiciones atmosféricas sustituyendo, parcialmente, el uso del modelo de transferencia por el algoritmo de aprendizaje automático más adecuado. De esa manera, conseguimos reducir el tiempo de cálculo sustancialmente. En esta tesis evaluamos la habilidad de seis algoritmos de aprendizaje automático diferentes para resolver el problema. Paralelamente, estudiamos los conjuntos de variables más adecuados, para la resolución del problema en cada banda de la imagen. Finalmente, tras haber elegido el método más adecuado para sustituir el modelo de transferencia radiativa, y haciendo uso del subconjunto de variables seleccionado, llevamos a cabo la corrección de la imagen en cada una de las bandas., Departamento de Física Aplicada

INFORME FINAL DEL PROYECTO de investigación No. 08-A7-520, 2009, Conocimiento y gestión de medios marinos y coralinos del Área de Conservación Marina Isla del Coco Fondo Francés para el Medio Ambiente Mundial (FFEM) y la Universidad de Costa Rica UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR)

Volumen 12 Este año se publica el volumen número 12 del compendio de estudiantes, que contiene 15 artículos escritos por tesistas del IGP. Entre ellos, se encuentra un artículo sobre astronomía; uno sobre desarrollo de software; cinco sobre temas de meteorología, clima y fenómeno El Niño; tres sobre sismología; uno sobre vulcanología; y uno que vincula el clima con la geología. Asimismo, hay tres trabajos que vinculan el análisis de la vulnerabilidad física, social y económica a las variaciones climáticas. Cabe mencionar que el compendio de estudiantes se origina en 1999, por iniciativa del Dr. Hernando Tavera. Desde ese año muchos jóvenes que han desarrollado tesis y prácticas en el IGP, han publicado sus trabajos en los diversos volúmenes de esta revista.

Volumen 11 En el presente volumen se publican quince trabajos realizados por estudiantes que participaron en el programa de capacitación el 2009. Los temas publicados son diversos, por ejemplo, ciencias atmosféricas, variabilidad y cambio climático, sismología, vulcanología, geología, astronomía, desarrollo de herramientas para estudios de la ionosfera, impactos de eventos meteorológicos extremos y la influencia del clima en la agricultura; este último se desarrolla en el marco del Subproyecto INCAGRO-IGP en la Universidad del Centro del Perú. Cabe resaltar de que los quince trabajos publicados, once fueron desarrollados por tesistas.

Conteúdos acessíveis à comunidade de utilizadores com necessidades especiais - "Projeto Acessibilidades - UAb". info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Volumen 9 El volumen 9 de la serie "Compendio de trabajos de investigación realizados por estudiantes durante el año 2007", reúne los diversos trabajos técnico-científico realizados por estudiantes universitarios durante su permanencia en el Instituto Geofísico del Perú (IGP) en el año 2007. Como cada año, los estudiantes ingresa al IGP a través de la Dirección de Asuntos Académicos (DAA), para realizar sus estancia y tienen como procedencia las especialidades de Física, Geofísica, Geología, Meteorología e Ingeniería Electrónica de las diferentes universidades existentes en el país. Estos estudiantes desarrollan en el IGP un determinado tema de investigación durante un periodo de 3 meses para luego presentar sus resultados en un informe técnico-científico. Estos informes son entregados a la DAA, quien a su vez los publica a manera de artículos en el presente Compendio.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 5590910 bytes, checksum: a89ccd96ade2b696f0e5b9163dc31bf5 (MD5) Previous issue date: 2006-11-13 Lagrangian stochastic models are a largely used tool in the study of passive substances dispersion inside the Atmospheric Boundary Layer. Its application is related to the trajectory computation of thousands of particles, that numerically simulate the dispersion of suspense substances in the atmosphere. In this study, the basic concepts related to the Lagrangian stochastic modelling are presented and discussed together with its main characteristics and its computational implementation, to the study of particles dispersion in the atmosphere. In a computational experiment, the obtained results are compared with observational data from the TRACT experiment, that took place in Europe in 1992. The input data needed for the dispersion model are extracted from simulations with the numerical weather forecast model RAMS. Dispersion over Rio de Janeiro region is also tested in a second experiment. Modelos Lagrangianos estocásticos constituem ferramenta muito utilizada no estudo da dispersão de substâncias passivas na Camada Limite Atmosférica. Sua aplicação consiste em calcular a trajetória de milhares de partículas, que simulam numericamente a dispersão de uma substância em suspensão na atmosfera. Nesta tese, são apresentados e discutidos os conceitos básicos relacionados à Modelagem Lagrangiana Estocástica de Partículas, bem como suas principais características e sua implementação computacional, para o estudo da dispersão de partículas na atmosfera. Numa experimentação computacional, comparam-se os resultados obtidos com dados observacionais provenientes do experimento TRACT, realizado na Europa em 1992. Os dados de entrada necessários ao modelo de dispersão são extraídos de simulações do modelo de previsão numérica do tempo RAMS. A dispersão sobre o Estado do Rio de Janeiro é também testada em um segundo experimento.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:32:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Ricardo_Luiz_Medina.pdf: 1787158 bytes, checksum: 2249b208a0421da59a9bc72f9bdbcc4b (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:44:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Ricardo_Luiz_Medina.pdf: 1787158 bytes, checksum: 2249b208a0421da59a9bc72f9bdbcc4b (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-21T22:44:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Ricardo_Luiz_Medina.pdf: 1787158 bytes, checksum: 2249b208a0421da59a9bc72f9bdbcc4b (MD5) Previous issue date: 2006-03-20 Sem bolsa Com o objetivo de realizar a medição do campo elétrico atmosférico vertical próximo à superfície da Terra na cidade de Pelotas, em condições de tempo bom (céu livre de nuvens), construiu-se um equipamento que utiliza como sensor uma antena do tipo dipolo rotativo, feita de aço inoxidável, de 30 cm de comprimento. Esta antena é acionada por um motor trifásico de 4 pólos (rotação de aproximadamente 1800 rpm). Após o sinal ser amplificado, utiliza-se um retificador síncrono e filtro passa baixa para separar o sinal gerado pelo campo elétrico atmosférico vertical do sinal gerado pelo campo elétrico atmosférico horizontal. O sinal resultante será digitalizado e aplicado à porta de entrada de um computador para realizar a aquisição dos dados gerados pelo equipamento. Estes dados possibilitarão, no futuro, estabelecer relações entre o valor do campo elétrico vertical atmosférico e os parâmetros meteorológicos, como por exemplo a temperatura global. O equipamento será instalado em estrutura de madeira de 3 m de altura. Os principais protótipos testados do instrumento que se propôs construir foram descritos e avaliados. Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre a origem e a variação do campo elétrico atmosférico vertical em função da altitude e da hora do dia, do circuito elétrico global e dos mecanismos de eletrização das nuvens de tempestades. Incluiu-se, também, uma revisão dos tipos de instrumentos utilizados para a medição do campo elétrico atmosférico, desde o início do século XX. An equipment was constructed for utilizing with the aim at performing the measurement of vertical atmospheric electric field next to the earth surface in Pelotas town, in fair-weather conditions (sky free of clouds) and it uses as a sensor a field mill of the rotating dipole type in stainless steel with 30 centimeter length. This aerial is set in motion by a three-phase motor with 4 poles (approximately 1800 rpm rotation). After the signal is amplified, a synchronous rectifier and a low-pass filter are utilized for separating the signal generated by the vertical atmospheric electric field from the one by the horizontal atmospheric electric field. The resulting signal will be digitized and applied to the inlet access of a computer for performing the data acquiring generated by the equipment. These data will enable to establish the relationship between the vertical atmospheric electric field value and the meteorological parameters in the future, for example, the global temperature. The equipment will be installed in wooden support of 3 meter height. The principal instrument prototypes tested which were proposed to construct, were described and evaluated. A study about the origin and the variation of the vertical atmospheric electric field according to the altitude and daytime, the global electric circuit and the mechanisms of thunderclouds electrization was made. It was also included a review of the instrument types utilized for the maeasurement of the atmospheric electric field since the 20th century starting.

Volumen 7 En este compendio se presenta 16 trabajos, todos elaborados por estudiantes que realizaron sus estancias en los Observatorios de Jicamarca, Ancón, Mayorazgo-Lima y Huayao-Huancayo. Los temas tratados fueron Pronóstico del Tiempo y Clima, Alta Atmósfera, Sismología y Astronomía. Asimismo, muchos de los trabajos que se presentan en este compendio ha sido punto de partida para que algunos estudiantes profundicen sus investigaciones y dar por inicio la elaboración de una tesis profesional.

Cirrus clouds often form above intense convective storms due to several different mechanisms and affect the radiation field at the top of the atmosphere. Radiative transfer computations are performed to characterize these effects within the spectral bands of METEOSAT Second Generation’s (MSG) Spinning Enhanced Visible and InfraRed Imager (SEVIRI). Computations refer to five visible, near infrared and infrared MSG SEVIRI channels centered at 0.8, 1.6, 3.9, 10.8, and 12.0 mm. Reflectances and brightness temperatures are computed through the 1-D radiative transfer model STREAMER adopting simple parameterizations of the cloud layers and associated microphysical properties for the determination of the necessary optical properties. A sensitivity study is carried out by varying the cirrus ice crystal size and optical depth. The 1.6 and 3.9 mm channels reveal instrumental for the simultaneous detection of optical depth and crystal size of the cirrus layer. In particular, the results of the 3.9 mm channel show that the smaller the crystal size the higher the reflectance values. The computations provide interpretation clues on the phenomenon of ice crystal plumes on top of deep convective clouds, which are known to produce enhanced reflectivity signatures in the 3.7 mm channel 3 of the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). The sensitivity of the IR channels to cirrus cloud optical depth and ice crystal size is examined and the brightness temperature differences evaluated. Satellite observations and radiative transfer computations are at present the only way of studying such cloud features due to unavailability of in situ aircraft measurements.

Cirrus clouds often form on top of intense convective storms and influence the radiation exchange at the top of the atmosphere. From time to time these cirrus assume a typical plume form, whose origin is yet to be clearly explained. Investigation on plume’s structure and composition is necessary using satellite observations and radiative transfer modeling, since in situ measurements are generally not available for the storm’s extreme scenarios. Plumes of ice crystals produce a significant increase of cloud top reflectivity in channel 3 (3.55 - 3.93 ¼m) of NOAA AVHRR, due to the small size of the crystals (of the order of the channel wavelength). AVHRR measurements over a severe storm are compared with radiative transfer simulations through a 1-D, plane-parallel radiative transfer model. The hydrometeor vertical distribution of a cumulonimbus tower is assumed, composed of a water droplet layer underlying an ice crystal layer. The presence of the plume on top of the cumulonimbus is simulated by an ice crystal layer whose optical depth and ice crystal size and habit are varied. The results of the comparisons show that channel 3 conveys relevant information on the ice crystal size and habit.

Retrievals of atmospheric aerosol optical thickness are highly dependent on the choice of the class describing the aerosol properties leading to significant errors while using classes available in the literature. High spectral resolution measurements from GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) between the ultraviolet and the near infrared can be used for an accurate characterization of the aerosol optical properties. The radiometer MVIRI (METEOSAT Visible and Infrared Imager) on board the geostationary satellite METEOSAT, while being equipped only with broadband VIS channel, ensures an adequate half-hourly monitoring of the atmospheric conditions over a large portion of the Earth. The present algorithm is based on a combination of data from both sensors for the retrieval of the aerosol optical thickness at the reference wavelength of 0.55 mm (AOT). A case of a desert dust outbreak from the African continent over the Atlantic Ocean is examined. AOT values obtained using a-priori fixed classes taken from literature are compared with those retrieved with this algorithm using the GOME-derived classes. Systematic differences of the order of a few tenths on average are found which remain significant also after considering the measurement errors. This represents a novelty introduced by the synergistic use of both sensors.

Volumen 2 El volumen 2 de este compendio está dedicado a la Memoria del Prof. Enrique Silgado (1915-1999), sismólogo importante de nuestra época y cuya obra 'Historia de los sismos más notables ocurridos en el Perú (1513-1974)), es prioritaria para desarrollar cualquier trabajo en sismología, así como libro de consulta constante por estudiantes, profesionales e investigadores de renombre mundial en el campo de la sismología e ingeniería sísmica.

Artículo científico -- Universidad de Costa Rica. Instituto de Investigaciones Geofísicas, 2001 Usando las variables de viento y temperatura de 94 estaciones aerológicas del conjunto de datos Comprenhensive Aerological Reference Data Set (CARDS) se estimaron estadísticos relativos a la Oscilación Cuasi Bienal (OCB) en cuatro bandas latitudinales sobre Mesoamérica para el período comprendido entre el 01/1958 y el 12/1991. Las bandas usadas fueron: 1° S- 10° N, 11° - 17° N, 18° - 26° N y 27° - 33° N. Los niveles utilizados para el estudio incluyen 200, 150, 100, 70, 50, 30, 20, 10 y 5 hPa. Para el viento zonal, la señal con mayor potencia se encontró en los 20 hPa de la banda más ecuatorial, notándose un marcado decaimiento desde esta capa hacia niveles superiores e inferiores y hacia latitudes más altas. En la misma banda latitudinal, la potencia de la señal de la temperatura fue no es tan marcada si se compara con la del viento zonal y su nivel de máxima potencia se ubicó en los 30 hPa. La variable del viento meridional no mostró ninguna señal importante en este rango de frecuencias. Por último, se identificó una señal Cuasi Bienal en el Ozono Total pero en las bandas ubicadas hacia latitudes medias. Statistical values of the Quasi Biennial Oscillation (QBO) were estimated in four latitudinal bands over Meso-America, using the wind and temperature variables of 94 aerological stations from the Comprenhensive Aerological Reference Data Set (CARDS). The period used spans from 01/1958 to 12/1991 and the bands were: 1° S-10° N, 11° - 17° N, 18° - 26° N and 27° - 33° N. The pressure levels utilized in this study are 200, 150, 100, 70, 50, 30, 20, 10 and 5 hPa. For the zonal wind, the signal with the highest power was found in the 20 hPa level for the most equatorial band. It was observed a decrease of this signal from that layer to higher and lower levels and to higher latitudes. The signal found in the same band, for the temperature variable, was a maximum near the 30 hPa level, but it is not as well marked when compared to that of the zonal wind. The meridional wind variable did not show any signal of importance in this frequency range. Finally, a QBO signal was found in the Total Ozone for the most mid latitude band. Universidad de Costa Rica. Proyectos VI 805-94-204, 805-98-506 y 112-99-305. Inter-American Institute for Global Change (IAI) Universidad de Costa Rica UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)

Some atmospheric properties in the Pacific and Caribbean marine basins close to the Central American Isthmus and their possible interconnections are analized, based on a statistical study. The band describing southern Nicaragua is taken as reference, because it has the least orographic features that may disturbe the Trade winds flowing from the northwest (NW) and from the southeast (SE). The atmospheric properties are associated to the incidence of synoptic phenomena like tropical cyclones and their probability of crossing the Isthmus with minimum energy loss. The warm El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events produced a systematic weakening of sporadic cyclone type events in the western Atlantic, while in the eastern Pacific, because of surface water temperatures higher than 27øC, they are reinforced. During the transmission from warm-ENSO to cold-ENSO events, there are interconnections between both oceanic basin with cyclonic systems crossing the Isthmus, mainly across the Nicaragua depression (from the Atlantic to the Pacific); and with only one case, through Tehuantepec (from the Pacific to the Atlantic). During the cold-ENSO events, similar conditions to the transition stage can be expected; i.e., the number of events increased in the Atlantic Basin while in the Pacific they are reduced. Algunas propiedades de la atmósfera en el Pacífico y las cuencas marinas del Caribe cerca del Istmo Centroamericano y sus interconexiones posibles se analizan, en base a un estudio estadístico. La banda que describe el sur de Nicaragua se toma como referencia, ya que tiene menos características orográficas que pueden distorcionar los vientos alisios que fluyen desde el noroeste (NW) y desde el sureste (SE). Las propiedades de la atmósfera están asociados a la incidencia de los fenómenos sinópticos, como los ciclones tropicales y su probabilidad de atravesar el istmo con la pérdida de energía mínima. El calor de la Oscilación Sur de El Niño(ENOS produce un debilitamiento sistemático de los esporádicos eventos de tipo ciclón en el Atlántico occidental, mientras que en el Pacífico oriental, debido a las temperaturas de agua de superficie superiores a 27oC, se refuerzan. Durante la transmisión de caliente -ENSO a frío-ENSO, hay interconexiones entre ambos cuenca oceánica con los sistemas ciclónicos que cruzan el Istmo, principalmente a través de la Depresión de Nicaragua (desde el Atlántico hasta el Pacífico), y con un solo caso, a través de Tehuantepec (desde el Pacífico hasta el Atlántico). Durante la transmisión de caliente a frío-ENOS-eventos ENSO, hay interconexiones entre ambas cuencas oceánicas con los sistemas ciclónicos que cruzan el Istmo, principalmente a través de la Depresión de Nicaragua (desde el Atlántico hasta el Pacífico), y con un solo caso, a través de Tehuantepec (desde el Pacífico hasta el Atlántico). Durante los eventos ENSO -frío, condiciones similares a la etapa de transición se puede esperar, es decir, el número de eventos aumentó en la cuenca del Atlántico, mientras que en el Pacífico se redujo. Universidad de Costa Rica UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI) UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Física

El objetivo del presente trabajo es estudiar la evolución temporal de la estructura vertical de la atmósfera sobre Ezeiza (34.5’S, 58.3*0), durante el pasaje de sistemas de alta y baja presión. Se utilizó para ello la serie de presión en superficie y los datos aerológicos diarios en los niveles de presión estándar (12 UTC) para el periodo 1976-1982. Para los máximos y minimos báricos seleccionados se calcularon las anomalías con respecto a la media climatológica de diferentes variables (temperatura, humedad, altura geopotencial, etc.) durante los 5 días previos y posteriores al pasaje de tales sistemas por la estación de referencia. La marcha de las variables mencionadas permite inferir la supremacía de sistemas de carácter baroclínico, con un defasaje de tiempo de unas 24 horas entre el pasaje por la tropósfera inferior y superior. Los mínimos de presión se hallan asociados al pasaje de frentes fríos. El estado de la atmósfera está localmente afectado, en promedio, desde dos días antes y hasta dos días después del pasaje de sistemas migratorios de alta y baja presión., The purpose of this paper is to study the vertical structure of the atmosphere over Ezeiza (34.5*S, 58.3*0), during the passage of low and high pressure systems. Daily surface and aerological data at standard levels (12 UTC) were used for the period 1976-1982. Once selected the dates of highest and lowest pressure at Ezeiza, data from 5 days before to 5 days after (temperature, geopotential, humidity, etc.) were taken into account. The behavior of the different parameters indicate that baroclinic systems are predominant, with a time lag between lower and upper troposphere of 24 hours in the mean. It is also concluded that pressure minima are associated to the passage of cold fronts. The state of the atmosphere is locally affected by the transient systems from about two days before to two days after., Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas

Este trabajo constituye una contribución a la resolución de los problemas ligados al estudio de la distribución angular de la radiación solar. Así, en el capitulo 2 y en los apéndices 1 y 2 se pone a punto el tema del estudio de la radiación en la atmósfera, haciendo un estracto de los fundamentos de las teorías necesarias para la comprensión del problema y para el desarrollo de modelos. Se describe con cierto detalle el funcionamiento y utilidades de la estación móvil utilizada para la obtención de datos, mostrando las ventajas y versatilidad del sistema. El núcleo central del trabajo realizado lo constituye el estudio exhaustivo del problema de las medidas y de su representación gráfica. Se propone un sistema de representación conjunta con gráficos tridimensionales, polares y cartesianos, que dan cuenta de manera visual de los principales efectos que se producen en el campo de la irradiancia y de la radiancia. Se incluye además, un estudio experimental de los distintos problemas que se plantean cuando se construyen superficies de campos con la técnica de interpolación polinomica. Como aplicación de la técnica introducida, se estudia la irradiancia y la radiancia desde el punto de vista de la turbiedad atmosférica, se realiza un primer intento de análisis de las fotografías "ojo de pez" y se plantean los problemas del tratamiento de cielos cubiertos de nubes. La propuesta y desarrollo de dos modelos para el calculo de la irradiancia y de la radiancia del cielo, respectivamente, culminan el trabajo presentado. Ambos modelos se basan en el análisis de la regresión y se construyen a partir de los datos de las campañas realizadas en diversas localidades de toda Europa, Univ. Granada, Departamento de Física Aplicada. Leída el 23-05-91

La meteorología del mar Mediterráneo siempre ha destacado por su imprevisibilidad, su bravura durante episodios meteorológicos extremos y por tener cambios radicales en las condiciones atmosféricas en periodos muy cortos de tiempo. Además de sus conocidos contrastes también posee unos regímenes de vientos bastante característicos en función de la zona y la época del año. Son bien conocidos en el norte de Cataluña los episodios de tramontana, los levantes en el Estrecho de Gibraltar o el mistral en el Golfo de León y en la zona del Delta del Ebro. Se puede llegar a pensar que estos vientos son fruto del azar, pero realmente el viento del Mediterráneo se rige por unas leyes muy concretas que si son conocidas permiten llegar a prever lo que va a pasar. El objetivo de este trabajo consiste en entender cuáles son estas leyes fundamentales que gobiernan la dinámica del Mediterráneo a través del conocimiento de sus particularidades geográficas, atmosféricas y locales, con el fin de entender cuáles son los vientos reinantes que se establecen en determinadas zonas de la cuenca durante el transcurso de las estaciones y las consecuencias que acarrean.

This paper presents a new empirical equation relating horizontal visibility and PM10 dust concentrations. The new empirical equation (IZO-Eq) is derived from observations performed at the Izaña Atmospheric Observatory (IZO, 28.30ºN, 16.49ºW, 2367 m a.s.l., Tenerife, Spain), recorded during Saharan dust outbreaks from 2003 to 2010. A filter based on relative humidity, present-weather and aerosol optical properties is applied to identify dust events. IZO-Eq is validated in the Sahel region during the dry and wet seasons (2006-2008) using data from two PM10 monitoring stations from the African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) International project, and data from the nearest meteorological synoptic stations. The estimated PM10 derived from IZO-Eq is compared against that those obtained by other empirical equations and dust surface concentrations from NMMB/BSC-Dust model. IZO-Eq presents better performance than the other equations in both dry and wet seasons when compared with observed PM10 at two Sahelian sites. IZO-Eq is also able to reproduce the surface concentration variability simulated by NMMB/BSC-Dust. Above 10 km of horizontal visibility, empirical equations cannot be used to estimate PM10, since above this threshold equations estimate a nearly constant PM10 value, regardless of the visibility range. A comparison between the PM10 spatial distributions derived from visibility SYNOP observations through IZO-Eq, the modelled values from the NMMB/BSC-Dust model and aerosol optical depth (AOD) retrieved from MODIS is performed for the 2006-2008 period. The different spatial distributions present a rather good agreement among them as well as to reproduce the characteristic seasonal dust features over North Africa. The present work was carried out in the framework of the Monitoring Atmospheric Composition and Climate (MACC-II) project under the European Union Seventh Research Framework Program (Grant Agreement Number 283576), and as part of the activities of the World Meteorological Organization Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System Regional Center for Northern Africa, Middle East and Europe. Part of this study was performed within the frame of POLLINDUST project CGL2011-26259; Ministry of Economy and Competitiveness of Spain. The authors thank the AERONET program. MODIS data used in this paper were obtained from the Giovanni online data system, developed and maintained by the NASA GES DISC. NMMB/BSC-Dust simulations were performed on the Mare Nostrum supercomputer hosted by Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputacion (BSC-CNS) Grant SEV-2011-00067 of Severo Ochoa Program, awarded by the Spanish Government. Based on a French initiative, AMMA was developed by an international scientific group and funded by a large number of agencies, especially from Africa, European Community, France, UK and USA.