1. CLIMA Y DINÁMICA ATMOSFÉRICA ATMOSFÉRICA

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1 CLIMA Y DINÁMICA ATMOSFÉRICA 1. CLIMA Y DINÁMICA ATMOSFÉRICA ATMOSFÉRICA 4. 1

2 4. INVERSIÓN TÉRMICA 4. 1

3 4.1 INTRODUCCIÓN El fuerte predmini de estabilidad en la región subtrpical en la que se encuentra el archipiélag canari, está determinad pr el siguiente cnjunt de factres de la circulación atmsférica a gran escala. Pr una parte, la presencia de la rama descendente de la célula de Hadley alrededr de 30ºN (ZCIT). Pr tra parte, el predmini durante prácticamente td el añ de ls vients alisis (NE-SO), que splan en niveles bajs de la trpsfera y determina la estructura vertical de la baja trpsfera cn una presencia cnstante de inversines térmicas, de subsidencia en la mayr parte de ls cass. A ell se le suma la prximidad al litral african, la frecuente presencia del anticiclón subtrpical de las Azres, así cm la existencia de una crriente ceánica fría que riginan en su cnjunt una estratificación del aire cn el fuerte predmini de dicha estabilidad a l larg del añ. Figura1 Mdel cnceptual de ls flujs atmsférics en la región subtrpical Fuente: J.C. Trres et al La estructura vertical de la trpsfera cn frecuentes inversines térmicas en la región subtrpical dan lugar a unas cndicines atmsféricas en las que es much más imprtante la circulación hrizntal del aire que la vertical, impidiéndse así la psibilidad de ascenss del aire fenómens cnvectivs que den lugar a precipitacines. En casines también pueden aparecer inversines de superficie si se prducen invasines de aire saharian. Sin embarg, esta dispsición estable de la trpsfera sól se rmpe, esprádicamente, pr adveccines de prcedencia septentrinal pr gtas frías en altura, que se cmbinan cn el relieve de las islas, acentuand la inestabilidad. En cncret, una inversión térmica n es más que un cambi en la tendencia nrmal del aire a enfriarse cn la altitud; cuand existe inversión, la temperatura aumenta cn la altitud en un determinad estrat atmsféric. Este aument térmic puede prducirse desde la superficie a partir de cierta altura. 4.2 SITUACIÓN ACTUAL EN CANARIAS a. INVERSIÓN TÉRMICA Y MAR DE NUBES EN CANARIAS Se distinguen cuatr tips de inversines térmicas: de tierra superficiales, pr subsidencia del alisi, pr turbulencia y frntal; de las cuales, las ds últimas, en el cas de Canarias, sn difíciles de detectar. (Drta, 1996) En cncret, en el cas de las inversines de tierra superficiales, en Canarias sól se pueden frmar cuand dmina una circulación del este, mediante el desplazamient de masas de aire cálidas y secas prcedentes del Sahara, sbre una capa más fresca y húmeda determinada pr la presencia del céan y más cncretamente, pr la crriente marina fría de Canarias, se prduce un aument de la temperatura cn la altitud en las primeras centenas de metrs. (Drta, 1996) De esta manera, la mayr parte de las rupturas en el gradiente en las islas que se dan, sn inversines pr subsidencia del alis. Éste tip de inversión se da a cierta altitud puest que el aire en el sen del anticiclón de las Azres sufre un mvimient descendente subsidente y un calentamient adiabátic, mientras que en la masa de aire más próximas al 4. 2

4 mar (las primeras centenas de metrs), esta influencia de la crriente fría es muy clara, especialmente durante veran, prduciéndse de esta manera una estratificación estable del aire y manteniéndse uns niveles térmics superficiales ntablemente más frescs que pr encima de la inversión. (Drta, 1996) En definitiva, las inversines pr subsidencia sn más frecuentes que las superficiales y tienen mayr relevancia en el clima, n sól de las islas, sin también de tda la región subtrpical, especialmente en determinadas épcas del añ, siend el anticiclón subtrpical de las Azres el principal respnsable de este fenómen. (Drta, 1996) El anticiclón de las Azres aparece durante td el añ en las inmediacines de Canarias y presenta el llamad balance estacinal : (Pulid, 2007) En inviern, el anticiclón, que ha bajad en latitud, está dividid en ds núcles, un al Sur de las Azres y tr entre Madeiras y Canarias. Cn esta situación, al estar el anticiclón muy cerca de Canarias, es muy pc imprtante la acción de ls vients alisis. (Pulid, 2007) En veran, el anticiclón se desplaza hacia el nrte, centrándse sbre las Azres. Cn esta situación, al estar más alejad de Canarias, se establece sbre nuestras islas el spl cnstante del alisi. El régimen de vients Alisis dmina en Canarias desde mediads de abril hasta mediads de septiembre. (Pulid, 2007) La inversión del alisi cnsiste en el descens de la temperatura cn la altura hasta ls m, que es dnde se prduce la inversión. A partir de este mment la temperatura cmienza a ascender. Se registran valres de temperatura más elevads hacia ls 2000 m. de altitud que hacia ls 800 m., cn una diferencia a veces de hasta 10º C (Pulid, 2007) La inversión del Alisi se frma prácticamente durante td ls días del añ, cn una frecuencia máxima en veran (Juli 90%, 00 TMG) y una frecuencia mínima en inviern (Marz 68%, 00 TMG) (Gráfic 1). N existen cambis significativs entre el día y la nche, aunque se aprecia que la inversión es en prmedi un 3,4% mens frecuente durante el día. (Carls J. Trres, 2001) Grafic 1: Frecuencia media mensual de inversión a las 00 TMG (izquierda y 12 TMG (derecha) Fuente: J.C. Trres et al, 2001 Esta inversión térmica se prduce al ser cubiert el aire inferir húmed e inestable, pr un aire sec y cálid, que desciende e impide al ascens del húmed. Éste, si n asciende, n puede cndensarse ni prvcar precipitacines; l únic que se frman sn bancs de nubes de tip estrat-cúmuls; denminad clquialmente mar de nubes. (Pulid, 2007) 4. 3

5 b. CARACTERÍSTICAS DE LA INVERSIÓN TÉRMICA EN CANARIAS: ESTACIONALIDAD, FRECUENCIA, ALTITUD Y GRADIENTE TÉRMICO Las inversines de tierra superficiales, sn más frecuentes a medianche que a medidía. (Drta, 1996; Trres, 2001). N pseen un predmini estacinal mensual clar, aunque sí se bserva un liger mínim en ls meses de abril a juni, meses cincidentes cn el prcentaje de días cn régimen de alisis muy alt, en ls que sn raras las invasines de aire saharian (asciadas cn gran frecuencia a intrusines de plv). (Drta, 1996; Trres, 2001) La llegada de masas de aire prcedentes de África, que sn de gran interés pr su incidencia en la pblación, tienen lugar en gran medida durante el veran pr encima de la inversión del alisi, sin afectar a la capa de mezcla marítima y pr tant, cn una incidencia limitada, mientras que esta capa sl se verá afectada pr estas intrusines durante el perid de inviern. (Trres, et al, 2001) La diferencia de temperaturas en las inversines de superficie, es menr y varía entre ls 2.3ºC (0.00h) y ls 2.9ºC (12.00h), en términs generales, cn ls valres superires entre abril y septiembre. Según la serie tempral de en Santa Cruz de Tenerife, el gradiente medi en ls ds sndes (0:00 y h) es de 3.7ºC). (Drta, 1996) Tabla 1. Númer de inversines térmicas de tierra (36 m) en Santa Cruz de Tenerife ( ). Fuente: CMTCO (Drta, 1996) Pr el cntrari, en el cas de las inversines de subsidencia, aunque su predmini sea muy clar a l larg del añ, existe una fuerte estacinalidad entre ls meses finales del tñ y durante el inviern cn respect al veran y ls últims meses de la primavera, encntrándse la mayr imprtancia de la inversión térmica en la épca estival cuand resulta ser más frecuente y evidente la estratificación en ds capas. (Drta, 1996) Hay tres cuestines que definen las inversines térmicas en la región subtrpical: la frecuencia, la altitud de la base y el gradiente térmic entre la base y la cima de las mismas (Drta, 1996) En ls MESES CÁLIDOS (desde marz hasta ctubre), las inversines de subsidencia sn frecuentes, especialmente en juli y agst dnde su frecuencia es mayr (90%, 00TGM) (grafic 1). Presentan un imprtante gradiente térmic y una altitud de baja a muy baja, cn un mínim clar en juli-agst entre 770 y 1.380m, 00h), cincidiend cn un mayr espesr prmedi (563 m, 00TMG) entre juli y agst. El rest del añ, la base se mantiene el rest del añ pr encima de ls m a cualquier hra del día (grafic 2). (Drta, 1996, Marzl, 2008; Trres, 2001) En cuant a la altitud, la altitud media anual de la base gira en trn a ls metrs. En veran, las inversines varían y se sitúan desde ls 500 hasta ls metrs de altitud. De éstas, las más frecuentes se lcalizan entre ls 750 y metrs. (Drta, 1996) En particular, en marz la altitud media se presenta relativamente baja y se presenta un mayr númer de inversines superficiales en cmparación al mes precedente y psterir, Este hech se debe a la invasión de aire saharian, que durante el mes de marz se repiten cn frecuencia. (Drta, 1996) Pr tra parte, el mes de juni presenta un cmprtamient ntablemente distint prque es el mes en el que es más clara la circulación del alisi (mes cn mayr prcentaje de inversión de subsidencia presenta), mientras que juli y agst sn relativamente frecuentes irrupcines de aire cálid saharian durante las que el espesr de la primera capa, pr debaj de la inversión, disminuye cnsiderablemente inclus puede llegar a desaparecer. (Drta, 1996) Las diferencias térmicas más altas se cncentran en veran, sin embarg, pese a l que citan trs autres (gradientes máxims de 14ºC), en el perid se ha bservad que rndan ls 12ºC, y la mayr parte de ells crrespnden a ls meses de may a agst. (Drta, 1996) 4. 4

6 Grafic 1. Distribución mensual prcentual de ls días cn inversión térmica a las 0.00h y 12.00h en Santa Cruz de Tenerife ( ). Fuente: Centr Meterlógic Territrial de Canarias Occidental (Drta, 1996) Cm se bservan en ls gráfics 2 y 3, a l larg del añ, n existen cambis significativs entre el día y la nche en cuant a frecuencia y espesr de la inversión, sin embarg se bserva l siguiente: (Trres, et al, 2001) Se aprecia que la inversión es en prmedi un 3,4% mens frecuente durante el día. (Trres, et al, 2001) En cuant al espesr, puede apreciarse una pequeña disminución en altura durante la nche explicable pr el régimen catabátic de vients asciad a la brisa mntaña-valle. (Trres, et al, 2001) Gráfic 2: Altitud media mensual de la base y la cima en las inversines térmicas de subsidencia a las 00TMG (izquierda) y 12 TMG ( ) Fuente: Trres et al, 2001 Pr el cntrari, en ls MESES FRÍOS (desde nviembre hasta febrer), las rupturas en el gradiente sn mens frecuentes, cn una frecuencia mínima en el mes de diciembre. La altitud de la base es alta-muy alta, pr encima de ls m y es menr la diferencia de temperaturas en la base y la cima de la inversión que en veran. (Drta, 1996, Marzl, 2008; Trres, 2001) Este repart mensual muestra un mínim desde finales del tñ hasta cmienzs de la primavera que se crrespnde cn ls meses más lluviss de Canarias, puest que ls días sin inversión se relacinan, pr l general cn fechas de inestabilidad atmsférica, aumentand cnsiderablemente el gradiente térmic vertical del aire. De esta frma, las situacines de inestabilidad se definen pr la presencia, en las inmediacines de Canarias, de una depresión brrasca cn aire frí del Nrte que tiene su rigen en las latitudes medias, l que unid al relieve se cncreta en chubascs intenss sbre tda la región, mientras que el anticiclón de las Azres se desplaza hacia el centr del Atlántic. (Drta, 1996) La mayr altitud de las inversines de ls meses frís se debe a que la capa de aire inferir, fresca y húmeda, de ls alisis puede verse ptenciada pr adveccines de aire plar marítim. Si estas 4. 5

7 interrupcines sn l suficientemente imprtante, pueden llegar a anular la inversión, y sn ls mments en ls que se prduce la mayr inestabilidad en las islas. (Drta, 1996) Gráfic 3: Distribución estacinal de las inversines térmicas, según altitud de la base, Santa Cruz de Tenerife, a las h (izquierda) y a las 12.00h (derecha) ( ) Fuente: CMTCO (Drta, 1996) La altitud de la inversión térmica psee una cnsiderable influencia en la frecuencia, intensidad y lcalización del mar de nubes en cada isla, determina el nivel de cndensación y la inversión térmica que cntienen la nubsidad. (Marzl, 2008) Destaca, la diferencia de temperaturas entre la base y la cima, cuys valres sn mayres pr la nche que pr el día debid a que durante el día, la inversión del Alisi se encuentra más alta y pr tant más fría (Trres, 2001) c. POTENCIAL HIDROLÓGICO DEL MAR DE NUBES Se han bservad variacines altitudinales del fenómen del mar de nubes en Tenerife en diverss estudis así cm en islas de La Palma, La Gmera y Lanzarte. (Marzl, 2008). Ls episdis de niebla duran mens de 12h y cnstituyen el 70% del númer ttal de episdis, de ls cuales el 45% de ests tienen lugar en veran, aunque sn episdis de mayr duración (13-24h cnsecutivas cn niebla) (Marzl, 2008). En veran el cntenid de humedad y duración diaria es mayr y cincide cn un increment en la velcidad del vient que en inviern. (Marzl, 2008). Se ha cnstatad, en ls últims 30 añs durante la estación seca, un increment significativ en la humedad relativa y una reducción en el rang de temperaturas diurnas en Tenerife a altitudes pr debaj de la inversión de ls alisis, l cual sugiere un increment de la currencia de nubes a baja altura. (U. de las Palmas, 2010). d. IMPORTANCIA EN CANARIAS DEL MAR DE NUBES La frmación del mar de nubes, cm cnsecuencia de la inversión térmica, prprcina un cntenid de humedad en frma de niebla en znas de medianías que tiene vital imprtancia para la frndsidad de la vegetación y permiten su permanencia. Se trata de bsques de laurisilva el fayal-brezal, que han sbrevivid en Canarias durante millnes de añs debid a la existencia del mar de nubes. (Marzl, 2008) Estas cndicines mediambientales particulares en cnjunción cn la lcalización de las Islas Canarias, en el límite más al nrte de la Circulación de Hadley, hace que ests ecsistemas sean altamente sensibles a cambis reginales en las cndicines climáticas. (U. de las Palmas, 2010) Es imprtante tant la frecuenta cm la altitud a la que se lcaliza la base de las inversines, puest que su cncimient permite saber su rigen, identificar el tip de tiemp así cm prever las cnsecuencias que pueden tener en la atmsfera. 4. 6

8 e. PAPEL DE LAS NUBES EN EL BALANCE RADIATIVO DEL SISTEMA TIERRA- ATMOSFERA Es bien sabid el extrardinari papel que juegan las nubes en el balance radiativ del sistema Tierra-atmósfera. (Gnzález, 2008) Las mdificacines en las prpiedades de las nubes van a influir en el rest del sistema, pudiend cambiar la cantidad de radiación slar que es reflejada, impidiend la llegada a la superficie terrestre, absrbiend la radiación de nda larga que emite ésta. En definitiva, mdifican el balance radiativ y, pr l tant, la temperatura de equilibri del sistema. (Gnzález, A, 2008) En la actualidad, se están llevand a cab varis estudis de geingeniería, dentr de una psible lucha integrada cntra el calentamient glbal, en ls que se siembran las nubes cn aersles para disminuir el tamañ de las gtas cn el fin de prvcar una mayr reflexión de las mismas. (Gnzález, A, 2008) El enfriamient ncturn radiativ riginad pr la niebla junt cn la rgrafía de las islas también juegan un papel imprtante. (Marzl, 2008) 4.3 EVOLUCIÓN ESPERADA N se ha encntrad suficiente infrmación sbre cóm afectará el cambi climátic a la inversión térmica en Canarias, sin embarg, según Cuevas (2007), AEMET tiene previst el estudi de la incidencia del cambi climátic en el fenómen de la inversión térmica (mar de nubes), y si ésta se va a desplazar en altura en las islas afectadas, l que incidiría en la vegetación y dispnibilidad de agua. Del mism md añade: aún está pr determinar qué efects pdría tener ese fenómen sbre la inversión térmica en Canarias, aunque se pdría aventurar que, en cas de que bajara la altura de la inversión, existirían znas cn una humedad más seca. (Cuevas, 2007) Hay una evidencia parcial de una tendencia de reducción de humedad a l larg de la inversión de ls alisis, l cual puede estar unid a un increment en la subsidencia. Ls mdels sugieren un cambi hacia ctas más bajas del área climática adecuada para ls bsques de laurisilva, ls cuales pdrían ser debids a futurs cambis en las temperaturas y la aprtación de humedad en la región así cm pr cambis a gran escala en la circulación atmsférica. (U. de las Palmas, 2010) Además, Sperling et al., (2004) estableciern la hipótesis de que el límite inferir del mar de nubes pdría estar perdiend altura en veran, y recientes descubrimients de la expansión hacia ls pls de la célula de Hadley relacinada cn la cnstancia y frecuencia de ls vients del nreste (Hu & Fu, 2007; Seidel et al., 2008) pdría incidir en la circulación de ls alisis y afectar al mar de nubes. (Martín, J.L., et al, 2011) Sbre la inversión del alisi, Cuevas (2006), indica que ls mdels sbre humedad relativa manifiestan un increment entre juni y agst, y pr tant un increment en la currencia de nubes bajas, así cm la psibilidad de que en la atmsfera más calidad, la base de la nube de estratcúmuls se desplazará hacia niveles más bajs 4. 7

9 Gráfic 4 (izquierda). Pryección de humedad relativa en la base del mar de nubes (juni-agst ), CGCM1 Gráfic 5 (derecha). Pryección de ls cambis en el nivel de cndensación pr ascens ( ) Fuente: E. Cuevas, 2006 Del mism md, Cuevas (2006) afirma cn una incertidumbre media, que la humedad pr debaj de la inversión de temperatura pdría aumentar próximamente (2020) y de frma imprtante para Pr tra parte, existen varis estudis que afirman que pequeñs cambis a escala glbal en las prpiedades de un sl tip de nubes pdrían tener grandes efects en el clima. (Gnzález, 2008) Se estima que un aument entre un 5 al 10 % de la cbertura actual de nubes una disminución del tamañ de sus gtas de agua de un 15 al 20% aumentaría en tal medida la reflexión de la radiación slar que pdría cntrarrestar el calentamient prducid al dblar la cncentración actual de CO2. (Gnzález, 2008) Si aumenta la nubsidad y la humedad relativa (en la vertiente nrte asciada al alisi) habrá: Mens cntraste térmic día-nche en el nrte de las islas. (Cuevas, 2006) Aument de la depsición húmeda (psitiv para la laurisilva y pins) (Cuevas, 2006) 4.4 PROBABILIDAD N dispnibilidad de dats. 4.5 CONSECUENCIAS Debid a la altísima frecuencia, las inversines de temperatura en Canarias, n sól tienen relevancia en las características termdinámicas del aire, sin que se plasman en el clima, y pr tant, en el paisaje de las islas. (Drta, 1996), cualquier cambi en la inversión térmica, puede afectar a ests elements. Un de ls prblemas más graves que puede riginar las inversines a baja altitud y las superficiales es la impsibilidad de dispersión de ls cntaminantes atmsférics, puest que la difusión vertical de las partículas depende principalmente del espesr de la capa de aire pr debaj de la inversión y del gradiente de temperatura, aumentand así la cntaminación atmsférica en las áreas afectadas pr este tip de inversines. Así pr ejempl, en ls alrededres de las centrales térmicas de Tenerife y Gran Canaria, per sbre td la de Santa Cruz de Tenerife pr su rgrafía (dificulta la libre circulación del aire en la hrizntal en determinadas direccines), hacen aumentar de frma imprtante ls niveles de inmisión de cierts cntaminantes atmsférics prducids pr el tráfic rdad y una refinería de petróles que se encuentra en el casc urban. (Drta, 1996) Es sabid que cuant más baja es la inversión menr es el vlumen de aire en el que pueden distribuirse ls gases emitids pr prcess industriales de cmbustión. (Drta, 1996) 4.6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Drta Antequera P., Las inversines térmicas en Canarias. Investigacines gegráficas, 15: Cuevas E., Cnferencia: Evlución futura del Clima Canari del Cicl de Cnferencias rganizadas pr la Academia canaria de Ciencias El Cambi Climátic en Canarias celebrad en Canarias el 20 de ctubre de Cuevas E., Cnferencia: El cambi climátic, causas y prblemática en Canarias. de las Jrnadas Cultiva tu clima, rganizadas pr Red Canaria de Semillas, el viernes, 16 de nviembre de Gnzález A., Estudi de las nubes a partir de dats de Satélite. Resumen Meterlógic de Canarias, Juli de 2008, Vl.1, N7. AEMET. Martin, J.L., Betherncurt, J. y Cuevas-Agulló, E Evaluación del calentamient glbal en Tenerife: Tendencias desde 1944 en las temperaturas máximas y mínimas anuales. Pág 12. Marzl, Mª. V Tempral characteristics and fg water cllectin during summer in Tenerife (Canary Islands, Spain). Atmspheric Research

10 Pulid Alns A., Jiménez Fránquiz J. I., Rmer Mayral J., Angul Rdríguez N Irradiación Slar en las Islas Canarias. Departament de Ingeniería Eléctrica. E.T.S.I.I., Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Trres C. J.; Cuevas E.; Guerra J C.; Carreñ V Caracterización de las masas de aire en la región subtrpical sbre Canarias. V Simpsi Nacinal de Predicción. Madrid Madrid nviembre U. de Las Palmas, Anex A. Evaluación preliminar de impacts del cambi climátic en Canarias. GAPS (FALTA DE INFORMACIÓN) - Ls texts prprcinads tan sl relatan y describen las características del fenómen, sin embarg n definen cm le afecta ls efects del cambi climátic y qué pasaría si varían diferentes variables del clima - Ls artículs facilitads se centran en el estudi del fenómen en la isla de Tenerife, únicamente Marzl et al (2008) mencina que se han hech estudis similares en trs lugares de las islas de La Palma, Lanzarte, La Gmera, y en diferentes ambientes dnde se bservan las variacines altitudinales de este fenómen. Pr l tant ls dats numérics frecids sn en su ttalidad prcedentes de estudis llevads a cab en la isla de Tenerife. 4. 9