El flujo geostrófico superficial en el Mediterráneo Balear durante el periodo 1948-2002.

José

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Resumen
A partir de los datos de presión en superficie cada 6 horas del reanálisis del NCEP durante 55 años (1948-2002) en el área de las Islas Baleares (Mediterráneo Occidental), se han calculado las componentes del viento geostrófico, las frecuencias de los flujos de distintas direcciones, y las vorticidades. El análisis de las series temporales indica una tendencia a la disminución de la componente U y al aumento de la V, una disminución general de los vientos superiores a 5 y 10 m/s (especialmente los del cuarto cuadrante, mientras que los vientos del E son los únicos que aumentan ligeramente), y un aumento de la vorticidad en el golfo de León y en las zonas
marítimas de Palos y Argelia. Un Análisis de Componentes Principales aplicado a los datos de presión resultó concordar con las mencionadas tendencias del viento y la vorticidad geostróficos.

Sujets

• Circulación atmosférica
• Cambio climático
• Mediterraneo
• Islas Baleares

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• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 2003
• Nombre de lectures: 28
• Langue: Español

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C Vol. 3 (2003): 45-59 ISSN 1578-8768evista de
c Copyright de los autores de cada art´ıculo. Se permite suR
reproduccion´ y difusion´ por cualquier medio, siempre que se
Climatolog´ıa haga sin interes´ economico´ y respetando su integridadC´ıa
El flujo geostrofico´ superficial en el Mediterraneo´ Balear durante el
periodo 1948-2002
limatolog´ıa Jose´ A. Guijarroevista de
Instituto Nacional de Meteorolog´ıa, Centro Meteorologico´ en Illes Balears ([e-mail])
(Recibido: 14-Dic-2003. Publicado: 30-Dic-2003)
Resumen
A partir de los datos de presion´ en superficie cada 6 horas del reanalisis´ del NCEP durante 55 anos˜ (1948-2002) en
el area´ de las Islas BalearesC (Mediterraneo´ Occidental), se han calculado las componentes del viento geostrofico,´
las frecuencias de los flujos de distintas direcciones, y las vorticidades. El analisis´ de las series temporales indica
una tendencia a la disminucion´ de la componente U y al aumento de la V , una disminucion´ general de los vientos
superiores a 5 y 10 m/s (especialmente los del cuarto cuadrante, mientras que los vientos del E son los unicos´
´ ´que aumentan ligeramente), y un aumento de la vorticidad en el golfo de Leon y en las zonas marıtimas de Palos
y Argelia. Un Analisis´ de Componentes Principales aplicado a los datos de presion´ resulto´ concordar con las
mencionadas tendencias del viento y la vorticidad geostroficos.´´limatologıa
Palabras clave: circulacion´ atmosferica,´ flujo geostrofico,´ cambio climatico,´ Mediterraneo,´ Islas Baleares.
1. Introduccion´
En un estudio sobre las tendencias de la precipitacion´ en el litoral mediterraneo´ espanol˜ (Guijarro, 2002)
se observaron tendencias de distinto signo entre el nordeste y el sudoeste del archipielago´ balear, as´ı como
una tendencia positiva en el sudeste de la Pen´ınsula Iberica,´ lo que se atribuyo´ a posibles cambios en las
pautas de la circulacion´ atmosferica´ en dicha area.´ Esta hipotesis´ se apoyaba, por un lado, en el aparente
incremento de los episodios de lluvias de barro en la zona (Quereda y Olcina, 1994; Quereda et al., 1996;
Fiol et al., 2001) y, por otro, en la ligera tendencia positiva (aunque con escasa significacion´ estad´ıstica)
encontrada por Laita (1995) en los valores medios mensuales de las componentes U y V del viento
geostrofico´ en el Mediterraneo´ Occidental durante el treintenio 1961-90.
El objetivo de este trabajo es profundizar mas´ en el estudio de las series temporales del viento geostrofico,´
focalizandolo´ sobre el area´ de las Islas Baleares (la zona estudiada por Laita abarcaba desde 5 W hasta
15 E) y estudiando otros aspectos ademas´ los valores medios mensuales de sus componentes.
2. Metodolog´ıa
Se ha seguido una metodolog´ıa muy similar a la empleada por Laita (Op. cit.), dado que se parte de datos
´de presion (reducida al nivel del mar) en una rejilla y se calculan las componentes U y V del vientog g
geostrofico´ y la vorticidad geostrofica´ Z , mediante las siguientes expresiones:g
1 P PS N
U =g
r2Wsen(f) Dp
1 P PE W
V =g r2Wsen(f) Dm
V V U UgE gW gS gN
Z = +g
D Dm m´46 REVISTA DE CLIMATOLOGIA, VOL. 3 (2003)
Donde P (con X = N;S;E;W) indica la presion´ en los puntos norte, sur, este y oeste (en Pascales), DX p
y D son las distancias entre los paralelos y meridianos en que se hallan los puntos (en metros), f esm
5la latitud (en radianes), W = 7;29210 rad/s la velocidad angular de la Tierra, y r la densidad del aire,
3para la que se ha tomado aqu´ı el valor de la atmosfera´ estandar´ al nivel del mar (1,2923 kg/m ).
Los datos de presion´ se han tomado del reanalisis´ del modelo NCEP, descargandolos´ de la pagina´
http://www.cdc.noaa.gov/ del NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center (Boulder, Colorado, USA), y
comprenden reanalisis´ a las 00, 06, 12 y 18 horas UTC de cada d´ıa durante los 55 anos˜ comprendidos
entre 1948 y 2002. La rejilla usada tiene una separacion´ entre puntos de 2,5 , y para este trabajo se han
empleado los datos comprendidos en los rangos de longitud -2,5 W a 7,5 E y de latitud 35 N a 45 N,
que forman una matriz de 5x5 puntos (figura 1).
Puntos de rejilla utilizados
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
21 22 23 24 25
−10 −5 0 5
Figura 1: Puntos de rejilla utilizados en este trabajo
Las componentes del viento geostrofico´ se han calculado para el area´ formada por los 9 puntos centrales
(7-9, 12-14 y 17-19), promediando las presiones de cada lado. Para esos mismos 9 puntos se calculo´ la
vorticidad geostrofica,´ utilizando para cada uno las presiones de los puntos vecinos en el N, S, E y W.
´ ´Para el proceso de datos se ha utilizado unicamente software de libre distribucion: los datos se
descodificaron con ayuda de la utilidad ncdump (del paquete NetCDF), los parametros´ derivados se calcularon
mediante programacion´ propia en lenguaje C (compilados con gcc), y para el posterior tratamiento
estad´ıstico se uso´ el paquete R, todo ello en un PC bajo sistema operativo GNU Linux.
34 36 38 40 42 44 46´REVISTA DE CLIMATOLOGIA, VOL. 3 (2003) 47
3. Resultados
3.1. La presion´ en el punto central
oSe comenzo´ por analizar la serie de presion´ en el punto central (n 13), situado frente a la costa NW
de Mallorca. Los valores tienen un valor medio de 1016.0 hPa, y se distribuyen en el rango de 973.9 a
1043.0 hPa, si bien el 50 % de los mismos se halla comprendido entre 1013.0 y 1021.0 hPa (primer y
tercer cuartil, respectivamente).
Los valores medios mensuales y anuales poseen tambien´ una acusada variabilidad (figura 2). La presion´
media mensual presenta una tendencia de 0,038 hPa/ano,˜ que resulta significativa al nivel de a = 0;001
debido a los bajos valores anteriores a 1970, ya que desde ese ano˜ la tendencia es inapreciable.
Presión en el punto 13
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Años
oFigura 2: Presiones medias mensuales en el punto n 13. En azul, medias moviles´ de 12 meses.
El espectro de frecuencias de las presiones cada 6 horas en ese punto (figura 3) muestra un maximo´
correspondiente al ciclo anual, en cuya vecindad aparecen maximos´ secundarios para periodos de 6
meses y 2,77 anos.˜ Los periodos inferiores a 1 ano˜ estan´ presentes con amplitudes que van decreciendo
progresivamente hasta anularse. Esto permite observar la amplitud del ciclo diurno, a pesar de su escasa
entidad. En el extremo derecho del espectro tenemos el ciclo de 12 horas (maxima´ frecuencia detectable
´con datos cada 6 horas), que resulta ser el de mayor amplitud espectral despues del ciclo anual. En un
opunto situado sobre tierra, como el n 11, la importancia del ciclo semidiurno decrece, mientras que
aumenta mucho el diurno, fruto de una mayor incidencia del calentamiento-enfriamiento de la superficie
a lo largo del d´ıa.
Presión (hPa)
1010 1015 1020 1025 1030´48 REVISTA DE CLIMATOLOGIA, VOL. 3 (2003)
Espectro de frecuencias de la presión del punto 13
−10 −8 −6 −4 −2
ln(frecuencia)
oFigura 3: Espectro de frecuencias de la presion´ en el punto n 13
3.2. El viento geostrofico´
La componente U del viento geostrofico´ medio en el rectangulo´ central (con vertices´ en los puntos 7,
9, 17 y 19) tiene un valor medio de 0,38 m/s, mientras que el valor medio de la componente V es
´ ´negativo: -1,56 m/s (tabla 1). Por tanto, el viento geostrofico vectorial medio es de direccion NNW, con
una velocidad de 1,61 m/s.
Tabla 1: Resumen estad´ıstico de las componentes del viento geostrofico.´
´Estadıstico U (m/s) V (m/s)g g
M´ınimo -25.63 -32.88
er1 cuartil -2.28 -4.25
Mediana 0.15 -1.10
Media 0.38 -1.56
er3 cuartil 2.78 1.61
Maximo´ 25.98 25.14
Amplitud
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
2,77 años
1 año
9 meses
6 meses
2 meses
18,4 días
1 día
12 horas´REVISTA DE CLIMATOLOGIA, VOL. 3 (2003) 49
En la figura 4 podemos ver las diferencias existentes entre las medias vectoriales de los vientos
mensuales. En la epoca´ invernal (de diciembre a febrero), los vientos medios son del NNW, con unos 3 m/s de
media vectorial. En primavera se mantiene esa direccion,´ pero la velocidad disminuye a algo mas´ de la
mitad en marzo y abril, y mucho mas´ en mayo, al tiempo que vira al NW. En verano el viento es del
primer cuadrante: NNE en junio, NE en julio, y ENE en agosto. El otono˜ es de transicion´ progresiva
hacia el regimen´ invernal: en septiembre el viento es del NE (aunque con la mitad de velocidad que en
julio), en octubre es del N, y en noviembre ya es del NNW como dic