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Caracterización del comportamiento del Vapor de agua y energía potencial convectiva disponible precedente a eventos de precipitación sobre el Valle de Aburrá

Cuervo López, Carlos Mario (2017) Caracterización del comportamiento del Vapor de agua y energía potencial convectiva disponible precedente a eventos de precipitación sobre el Valle de Aburrá. Maestría thesis, Universiad Nacional de Colombia Sede Medellín.

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Resumen

Resumen: La precipitación es uno de los componentes mas sobresalientes, dinámicos e intermitentes del ciclo hidrológico, y por ende del sistema climático. El vapor de agua, al ser uno de los factores condicionantes de la precipitación, juega un papel crucial en diversos procesos atmosféricos. Su importancia se encuentra en un amplio rango de escalas temporales y espaciales, desde la escala local asociada a variabilidad microclimática, hasta escalas globales asociada a cambio climático de largo plazo. La distribución de vapor de agua esta íntimamente relacionada con la distribución de nubes, la precipitación y su intensificación debido a la gran cantidad de calor latente liberado en el cambio de fase del agua, que ademas, es una fuente de energía importante para el movimiento del aire en atmosfera. Ademas la distribucion del vapor de agua es una de las variables mas importantes en la estabilidad vertical de la tmosfera, en la estructura y evolución de tormentas atmosfericas, debido a que estos procesos tienen una gran sensibilidad a los perles vapor de agua y temperatura, así como las implicaciones resultantes en los ciclos regionales y globales de agua y energía. En el presente trabajo se evalúa la variabilidad del vapor de agua sobre el Valle de Aburra, y su rol en los diferentes procesos termodinamicos de la troposfera ante la formacion de eventos de precipitacion, principalmente en eventos de origen convectivo. Para esto se abordaron diferentes estrategias, las cuales incluyen desde el monitoreo remoto o directo de las variables asociadas a los procesos termodinímicos en la atmosfera hasta estrategias de modelacion. En cuanto a monitoreo se usan datos de sensores remotos tanto de escala regional de origen satelital, como lo son los productos de la mision AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) de la NASA, como de escala local usando un radiometro microondas (MWR; MicroWave Radiometer), el cual genera, entre otros, datos de vapor de agua en la vertical. En cuanto a monitoreo directo se realizaron 120 radiosondeos en tres campañas, en diferentes momentos del ciclo anual. También se usa información de la estructura vertical de la troposfera a partir de salidas de pronostico del esquema de modelacion numérica operacional de SIATA, el cual es basado en el modelo WRF (Weather Research Forecast). Con estas diferentes estrategias se obtuvieron perles de vapor de agua y temperatura, de esta manera se cuantico el comportamiento de la estructura vertical termodinamica de la atmosfera mediante el uso de índices de estabilidad, a los cuales se les evaluo la ecacia para el pronostico de eventos de precipitacion a corto plazo en el contexto del Valle de Aburra. Ademas se muestran algunas de las condiciones de estabilidad, y en general las condiciones termodin_amicas que favorecen o no a la dispersion de contaminantes al interior del valle de Aburr_a. En estos procesos se evidenció la importancia de contar con mediciones permanentes de los perles termodinamicos de la troposfera, principalmente en los niveles mas cercanos a la supercie, con el objetivo de representar de manera satisfactoria su estructura, variabilidad, y estimacion de la estabilidad, de manera que se propicie un mejor entendimiento de los fenómenos termodinamicos asociados a eventos de precipitación, ademas conocer adecuada mente la distribución de vapor de agua y en particular el estado termodinámico de la atmósfera, es importante no solo en la formación de eventos de precipitación, sino que también juegan un papel importante en el desarrollo y extensión de la capa límite atmosférica, que como sucede en el valle de Aburra, puede afectar drásticamente la calidad del aire., Abstract: Precipitation is one of the most outstanding, dynamic and intermitent components of the hydrological cycle, and therefore of the climatic system. Water vapor, being one of the factors conditioning precipitation, plays a crucial role in diferent atmospheric processes. Water vapor varies in a wide range of temporal and spatial scales, from the local scale associated with microclimatic variability, to global scales associated with long-term climate change. The distribution of water vapor is related to cloud distribution, precipitation and atmospheric storms due to the large amount of latent heat released in the water's phase change, which is also an important source of energy for air movement in the atmosphere. Besides, the distribution of water afects the vertical stability of the atmosphere, the structure and evolution of atmospheric storms, because these processes have great sensitivity to water vapor and temperature proles, while also having implications in regional and global water and energy cycles. This research evaluates the variability of water vapor over the Aburra Valley and its role on di_erent thermodynamic processes of the troposphere at the start of precipitation events, mainly in events of convective origin. Diferent strategies were used, using remote and direct monitoring of the variables associated with thermodynamic processes in the atmosphere such as satellite sources like NASA's AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) products microwave radiometers (MWR ; Textit MicroWave Radiometer), 120 radiosoundings; finally applying modeling strategies to these processes using SIATA operational numerical modeling scheme, which is based on the WRF (Weather Research Forecast) model. With these diferent strategies water vapor and temperature proles were obtained. The behavior of the thermodynamic vertical structure of the atmosphere was quanti_ed using stability indexes, which evaluates the e_ectiveness of nowcasting of precipitation events over the Aburra Valley. It also shows some of the stability conditions, and in general the thermodynamic conditions that favors the dispersion of pollutants in the Aburra valley. In these rocesses, the importance of having permanent measurements of the thermodynamic proles of the troposphere was evidenced, mainly in the levels which are closer to the surface. where a better understanding of the thermodynamic phenomena associated with precipitation events and knowledge of the proper distribution of water vapor is needed not only during the beginning of the events but also during its extension and development with its drastic implications to air quality in the valley, mainly in terms of the extension of the atmospheric boundary layer

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Hoyos Ortíz, Carlos David
Información adicional:Maestría en Ingeniería - Recursos Hidráulicos. Línea de Investigación: Pronóstico meteorológico a partir de información de sensores remotos. Grupo de Investigación: Sistema de Alerta temprana de Medellín y el Valle de Aburrá (SIATA)
Palabras clave:Termodinámica lidad de aire., Estabilidad atmosférica, pronóstico, Calidad del aire, Precipitación, Thermodynamics, Forecast, Atmospheric stability, Precipitation, Air quiality
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 55 Ciencias de la tierra / Earth sciences & geology
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Unidad administrativa:Sede Medellín > Facultad de Minas > Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
Código ID:57571
Enviado por : Sr Carlos Mario Cuervo Lopez
Enviado el día :20 Junio 2017 16:44
Ultima modificación:20 Junio 2017 16:44
Ultima modificación:20 Junio 2017 16:44
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