Patróns meteorolóxicos na CAPV

A choiva, o sol ou a neve ao día seguinte condicionan totalmente a nosa vida cotiá. Non digamos si trátase de inundacións, tormentas ou outros eventos abusivos… Por tanto, é importante predicir o tempo, temos traballo os meteorólogos. Ao longo dos anos, a técnica máis utilizada paira coñecer a evolución do tempo foi a procura de similitudes con feitos do pasado. E a día de hoxe, aínda que dispomos de radares e satélites, seguimos analizando e clasificando as situacións meteorolóxicas do pasado como fonte de información.
R. Carton

A orografía de Euskal Herria, pola súa complexidade, non fai inmediato o traballo dos meteorólogos. Na nosa xeografía existen numerosas cadeas montañosas que dividen o país en dúas zonas climáticas: o oceánico esténdese desde a costa até a cadea montañosa paralela ao Mar Cantábrico, mentres que o continental-mediterráneo esténdese ao sur desta cadea montañosa.

Ante iso, co obxectivo de mellorar a comprensión da meteorología local, analizáronse as situacións meteorolóxicas de cada día. Dada a similitude de moitas situacións, pódese pensar que a súa incidencia no noso territorio será moi similar. E, agrupando os días moi similares e realizando a media de todos os días, obtéñense os patróns meteorolóxicos.

Paira a definición dos patróns meteorolóxicos máis representativos da Comunidade Autónoma do País Vasco, deseñamos una metodoloxía propia no Departamento de Enxeñaría Química e Medio Ambiente da Escola Superior de Enxeñeiros de Bilbao, desenvolvendo una metodoloxía de traballo en tempo real adaptando a estrutura de datos e o sistema de almacenamento. Non se utilizou un único método, senón que se buscou a prosperidade que supón a utilización de varias canles.

A orografía montañosa de Euskal Herria dificulta o labor dos meteorólogos.
J. Larrañaga

Utilizáronse datos da rede hidrometeorológica de superficie terrestre ofrecida por Euskalmet (Axencia Vasca de Meteorología), datos de altura de perfilador de vento e mapas sinópticos de superficie terrestre realizados pola INM ( Instituto Nacional de Meteorología ). Pero non é tarefa fácil agrupar os días con determinadas características meteorolóxicas nun territorio, debido principalmente á variabilidade da atmosfera. O movemento da Terra e as combinacións dos intercambios de enerxía entre a atmosfera e a atmosfera e o espazo xeran infinitas situacións atmosféricas.

Á hora de definir os patróns meteorolóxicos máis significativos da CAPV, tras analizar os datos dun ano completo, clasificamos os 365 días en 9 grupos ou patróns. Catro deles están afectados por zonas de alta presión (A1 a A4) e outro cinco por zonas de baixa presión (B1 a B5). Os patróns A1 e A2, a pesar de contar con mapas sinópticos inseparables, difiren nos datos meteorolóxicos. Por iso, na parte inferior aparecen oito mapas sinópticos e non nove.

Cando virán os pos saharauís?

Os patróns meteorolóxicos poden estar dispoñibles en aplicacións como o control de calidade de datos, predicións, análises da calidade do aire, etc.

En relación coa calidade do aire, é ben coñecido que Europa está exposta a masas de aire de alta concentración de po atmosférico procedente do Sahara e do Sahel. As partículas de orixe natural procedentes do deserto do Sahara foron observadas en diferentes puntos de Europa e, aínda que se detectan principalmente en torno ao mar Mediterráneo, ocasionalmente aparecen no centro e norte de Europa. Ademais, observouse a dependencia estacional. A detección destes episodios é moito máis difícil cando as masas de aire chegan ao continente europeo debido aos procesos de dispersión e aos efectos das emisións locais.

A abundancia de materia particulada presente na atmosfera pode causar danos tanto na nosa saúde como no medio ambiente. Por iso, o grupo de traballo da Comisión Europea sobre partículas atmosféricas en suspensión propuxo un procedemento paira o control desta materia particulada, tanto da emisión antropogénica como da emisión natural.

As partículas de orixe natural procedentes do deserto do Sahara chegan até aquí e ao norte de Europa.

Observouse que na Península Ibérica, por exemplo, o número de días nos que se supera o límite de partículas PM 10 é superior ao recomendado pola Unión Europea (as partículas PM 10 son partículas de tamaño nominal inferior a 10 micrones de diámetro). Por todo iso, é necesario coñecer as situacións nas que se superan os límites establecidos. O diagnóstico de patróns meteorolóxicos pode axudar a detectar este tipo de eventos.

De feito, como é de esperar, o noso estudo demostrou que o transporte remoto da materia particulada que afecta á CAPV prodúcese principalmente en días asociados a determinados patróns. En consecuencia, a identificación do patrón ao que pertence cada suceso permite coñecer a probabilidade de ocorrelo.

Transporte de po saharauí en días tipo B1. 15 ao 16 de maio de 2000.

Na imaxe da esquerda móstranse exemplos do transporte de po saharauí que afecta á CAPV. Estas imaxes mostran a profundidade óptica de dous tipos de partículas: sulfatos con tons laranxas e vermellos, e po con tons verdes e amarelos.

A modo de exemplo, elixiuse o día do 15 ao 16 de maio de 2000, que se clasifica no patrón B1. Nas imaxes pódese observar que o po saharauí entra na CAPV de sur a norte tras cruzar toda a Península Ibérica.

Contra a choiva aceda

Os patróns meteorolóxicos tamén poden servir paira realizar investigacións sobre a choiva aceda. Una das fontes da choiva aceda son os óxidos de xofre emitidos á atmosfera, que reaccionan co vapor de auga formando acedos. Ademais dos ácidos, no proceso fórmanse aerosois de sulfatos, pequenas e nocivas partículas que podemos introducir por vía respiratoria.

Transporte de sulfatos en días B3, 27, 28 e 29 de marzo de 2000.

Estes sulfatos, do mesmo xeito que ocorre co po saharauí, desprázanse dun lugar a outro. De feito, nalgunhas zonas agrícolas medíronse valores elevados, o que non é normal, xa que os sulfatos son debidos principalmente á actividade industrial. No caso da CAPV obsérvase nalgúns casos a entrada de sulfatos desde o continente europeo.

As figuras superiores proveñen do modelo NAAPS creado por NRL ( Navy Aerosol Analysis And Prediction System ). Este modelo global, baseado na análise multivariante de aerosois, combina a información procedente do satélite coa obtida a partir da terra. No exemplo aparecen os días 27, 28 e 29 de marzo de 2000, clasificados no patrón B3 (zona de baixa presión situada no Mediterráneo).

As isolíneas representadas nas figuras superiores expresan a concentración superficial de sulfatos en g/m 3, segundo os códigos de cores dispostas na parte inferior de cada figura. As néboas de sulfatos, tras cruzar o norte de Francia, chegan ao norte da Península Ibérica pola canle da Mancha, atravesando toda a CAPV.

Que pasos habería que dar agora?

Os sulfatos non deberían aparecer en zonas agrícolas.

Aínda que os patróns meteorolóxicos poden ter múltiples usos, a medida que as bases de datos aumenten, a expresividade e a precisión da adaptación ao territorio dos patróns irán mellorando. Paira iso, con todo, non basta con aumentar a cantidade de datos, senón que hai que engadir ao propio procedemento outros filtros e variables.

Así mesmo, a medida que se vaian definindo mellor os patróns e axustando os parámetros cos que se realiza o diagnóstico dos patróns, o programa de diagnóstico realizará un diagnóstico máis exhaustivo dos días nos que se clasifica un determinado día.

No futuro espérase automatizar os usos e aplicacións máis habituais deste procedemento. Como consecuencia, avanzarase na predición meteorolóxica, na observación do transporte de masas de aire, etc.

Orixe dos patróns meteorolóxicos

Os patróns meteorolóxicos utilizáronse en todo o mundo desde que a meteorología comezou como ciencia. Hai moitas formas de definir os patróns meteorolóxicos. Autores como Ruosteenoja (1988) ou Wilby (2001) utilizaron funcións ortogonales empíricas que Buizza e Palmer (1995) e Molteni e Palmer (1993) denominaron vectores propios.

Bretherton (1992) elixiu un método baseado na análise de correlacións canónicas. Hughes (1994 e 1999) definiu os patróns meteorolóxicos mediante árbores de regresión. E Gilles (1989) con sistemas expertos. Outros prefiren a análise de clusters, o método de mínimos cadrados ou as redes neuronais artificiais de diversos tipos.

Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila