Patrones meteorológicos en la CAPV
La orografía de Euskal Herria, por su complejidad, no hace inmediato el trabajo de los meteorólogos. En nuestra geografía existen numerosas cadenas montañosas que dividen el país en dos zonas climáticas: el oceánico se extiende desde la costa hasta la cadena montañosa paralela al Mar Cantábrico, mientras que el continental-mediterráneo se extiende al sur de esta cadena montañosa.
Ante ello, con el objetivo de mejorar la comprensión de la meteorología local, se han analizado las situaciones meteorológicas de cada día. Dada la similitud de muchas situaciones, se puede pensar que su incidencia en nuestro territorio será muy similar. Y, agrupando los días muy similares y realizando la media de todos los días, se obtienen los patrones meteorológicos.
Para la definición de los patrones meteorológicos más representativos de la Comunidad Autónoma del País Vasco, hemos diseñado una metodología propia en el Departamento de Ingeniería Química y Medio Ambiente de la Escuela Superior de Ingenieros de Bilbao, desarrollando una metodología de trabajo en tiempo real adaptando la estructura de datos y el sistema de almacenamiento. No se ha utilizado un único método, sino que se ha buscado la prosperidad que supone la utilización de varios canales.
Se han utilizado datos de la red hidrometeorológica de superficie terrestre ofrecida por Euskalmet (Agencia Vasca de Meteorología), datos de altura de perfilador de viento y mapas sinópticos de superficie terrestre realizados por el INM ( Instituto Nacional de Meteorología ). Pero no es tarea fácil agrupar los días con determinadas características meteorológicas en un territorio, debido principalmente a la variabilidad de la atmósfera. El movimiento de la Tierra y las combinaciones de los intercambios de energía entre la atmósfera y la atmósfera y el espacio generan infinitas situaciones atmosféricas.
A la hora de definir los patrones meteorológicos más significativos de la CAPV, tras analizar los datos de un año completo, hemos clasificado los 365 días en 9 grupos o patrones. Cuatro de ellos están afectados por zonas de alta presión (A1 a A4) y otros cinco por zonas de baja presión (B1 a B5). Los patrones A1 y A2, a pesar de contar con mapas sinópticos inseparables, difieren en los datos meteorológicos. Por eso, en la parte inferior aparecen ocho mapas sinópticos y no nueve.
¿Cuándo vendrán los polvos saharauis?
Los patrones meteorológicos pueden estar disponibles en aplicaciones como el control de calidad de datos, predicciones, análisis de la calidad del aire, etc.
En relación con la calidad del aire, es bien conocido que Europa está expuesta a masas de aire de alta concentración de polvo atmosférico procedente del Sahara y del Sahel. Las partículas de origen natural procedentes del desierto del Sahara han sido observadas en diferentes puntos de Europa y, aunque se detectan principalmente en torno al mar Mediterráneo, ocasionalmente aparecen en el centro y norte de Europa. Además, se ha observado la dependencia estacional. La detección de estos episodios es mucho más difícil cuando las masas de aire llegan al continente europeo debido a los procesos de dispersión y a los efectos de las emisiones locales.
La abundancia de materia particulada presente en la atmósfera puede causar daños tanto en nuestra salud como en el medio ambiente. Por ello, el grupo de trabajo de la Comisión Europea sobre partículas atmosféricas en suspensión ha propuesto un procedimiento para el control de esta materia particulada, tanto de la emisión antropogénica como de la emisión natural.
Se ha observado que en la Península Ibérica, por ejemplo, el número de días en los que se supera el límite de partículas PM 10 es superior al recomendado por la Unión Europea (las partículas PM 10 son partículas de tamaño nominal inferior a 10 micrones de diámetro). Por todo ello, es necesario conocer las situaciones en las que se superan los límites establecidos. El diagnóstico de patrones meteorológicos puede ayudar a detectar este tipo de eventos.
De hecho, como es de esperar, nuestro estudio ha demostrado que el transporte remoto de la materia particulada que afecta a la CAPV se produce principalmente en días asociados a determinados patrones. En consecuencia, la identificación del patrón al que pertenece cada suceso permite conocer la probabilidad de ocurrirlo.
En la imagen de la izquierda se muestran ejemplos del transporte de polvo saharaui que afecta a la CAPV. Estas imágenes muestran la profundidad óptica de dos tipos de partículas: sulfatos con tonos naranjas y rojos, y polvo con tonos verdes y amarillos.
A modo de ejemplo, se ha elegido el día del 15 al 16 de mayo de 2000, que se clasifica en el patrón B1. En las imágenes se puede observar que el polvo saharaui entra en la CAPV de sur a norte tras cruzar toda la Península Ibérica.
Contra la lluvia ácida
Los patrones meteorológicos también pueden servir para realizar investigaciones sobre la lluvia ácida. Una de las fuentes de la lluvia ácida son los óxidos de azufre emitidos a la atmósfera, que reaccionan con el vapor de agua formando ácidos. Además de los ácidos, en el proceso se forman aerosoles de sulfatos, pequeñas y nocivas partículas que podemos introducir por vía respiratoria.
Estos sulfatos, al igual que ocurre con el polvo saharaui, se desplazan de un lugar a otro. De hecho, en algunas zonas agrícolas se han medido valores elevados, lo que no es normal, ya que los sulfatos son debidos principalmente a la actividad industrial. En el caso de la CAPV se observa en algunos casos la entrada de sulfatos desde el continente europeo.
Las figuras superiores provienen del modelo NAAPS creado por NRL ( Navy Aerosol Analysis And Prediction System ). Este modelo global, basado en el análisis multivariante de aerosoles, combina la información procedente del satélite con la obtenida a partir de la tierra. En el ejemplo aparecen los días 27, 28 y 29 de marzo de 2000, clasificados en el patrón B3 (zona de baja presión situada en el Mediterráneo).
Las isolíneas representadas en las figuras superiores expresan la concentración superficial de sulfatos en g/m 3, según los códigos de colores dispuestos en la parte inferior de cada figura. Las nieblas de sulfatos, tras cruzar el norte de Francia, llegan al norte de la Península Ibérica por el canal de la Mancha, atravesando toda la CAPV.
¿Qué pasos habría que dar ahora?
Aunque los patrones meteorológicos pueden tener múltiples usos, a medida que las bases de datos aumenten, la expresividad y la precisión de la adaptación al territorio de los patrones irán mejorando. Para ello, sin embargo, no basta con aumentar la cantidad de datos, sino que hay que añadir al propio procedimiento otros filtros y variables.
Asimismo, a medida que se vayan definiendo mejor los patrones y ajustando los parámetros con los que se realiza el diagnóstico de los patrones, el programa de diagnóstico realizará un diagnóstico más exhaustivo de los días en los que se clasifica un determinado día.
En el futuro se espera automatizar los usos y aplicaciones más habituales de este procedimiento. Como consecuencia, se avanzará en la predicción meteorológica, en la observación del transporte de masas de aire, etc.
Los patrones meteorológicos se han utilizado en todo el mundo desde que la meteorología comenzó como ciencia. Hay muchas formas de definir los patrones meteorológicos. Autores como Ruosteenoja (1988) o Wilby (2001) utilizaron funciones ortogonales empíricas que Buizza y Palmer (1995) y Molteni y Palmer (1993) denominaron vectores propios. Bretherton (1992) eligió un método basado en el análisis de correlaciones canónicas. Hughes (1994 y 1999) definió los patrones meteorológicos mediante árboles de regresión. Y Gilles (1989) con sistemas expertos. Otros prefieren el análisis de clusters, el método de mínimos cuadrados o las redes neuronales artificiales de diversos tipos. |
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