Mecanismes d’acumulació de vapor d’aigua a la conca de la Mediterrània occidental i el desenvolupament de precipitacions extremes a Europa

DOI: 10.3369/tethys.2011.8.10

Tethys núm. 8 pàg.: 103 - 119

Resum

En aquest treball examinarem el paper de la circulació d'una estació calenta recentment descrita al mig de la troposfera de l'Àfrica septentrional així com el del mode recirculació-acumulació de la conca mediterrània occidental (WMB, segons les sigles angleses) a l'inici d'uns episodis de precipitacions a l'Europa central i oriental. Aquests dos mecanismes atmosfèrics poden acumular durant diversos dies no només pols del terra i contaminants sinó també vapor d'aigua per evaporació tant sobre l'Atlàntic subtropical com sobre el Mediterrani central i occidental. Les capes acumulades són espolsades per l'àrea del voltant després de la irrupció de les pertorbacions. Aquest treball analitza en particular l'exportació de vapor d'aigua en condicions de pertorbació associades amb el pas de ciclons "Vb" i s'hi exposen les excepcionals precipitacions que van caure sobre grans àrees de l'Europa central (inundacions a l'Elba i el Danubi) entre l'11 i el 13 d'agost de 2002 com a cas d'estudi. El procediment per simular els mecanismes implica una combinació del Sistema de Modelització Atmosfèric Regional i els sistemes de modelització de Concentració i Transport de les Partícules Híbrides. Per comprovar les sortides de simulació hem utilitzat productes de vapor d'aigua de MODIS, ràdiosondatges, radars perfiladors de vent i dades de precipitació superfície-satèl·lit. Els nostres resultats mostren que la major part de la precipitació que va tenir lloc a l'àrea d'estudi durant l'inici i el creixement de l'episodi es va originar molt probablement en una massa d'aire exportada des de la WMB. Després del nostre experiment de seguiment, aquesta massa d'aire, amb un origen inicial a l'Atlàntic, va entrar a la WMB i va circular durant 4 dies (del 6 al 9 d'agost) per la capa límit marina i les serralades litorals de la WMB acumulant vapor. Aleshores, gran part de la mateixa va ser transportada el 10 d'agost, després de la irrupció del cicló "Vb" Ilse, per la península Itàlica i el Mar Adriàtic, a través dels Balcans Occidentals, cap a l'àrea d'estudi. El vapor transportat juntament amb l'evaporació en camí van iniciar l'episodi de precipitacions.

Referències

  • - Anderson, J. R., Hardy, E. E., Roach, J. T., i Witmer, R. E., 1976: A land use and land cover classification system for use with remote sensor data, U.S. Geological Survey Professional Paper, Government Printing Office, Washington D.C., 964, 28 p.
  • - Carvalho, J. C., Anfossi, D., Trini Castelli, S., i Degrazia, G. A., 2002: Application of a model system for the study of transport and diffusion in complex terrain to the TRACT experiment, Atmos Environ, 36, 1147–1161, doi: 10.1016/S1352-2310(01)00559-3.
  • - Christensen, J. H. i Christensen, O., 2003: Severe summertime flooding in Europe, Nature, 421, 805–806, doi: 10.1038/421805a.
  • - Dirmeyer, P. A. i Brubaker, K. L., 1999: Contrasting evaporative moisture sources during the drought of 1988 and the flood of 1993, J Geophys Res, 104, 19 383–19 397, doi: 10.1029/1999JD900222.
  • - Fricke, W. i Kaminski, U., 2002: Ist die Zunahme von Starkniederschläen auf veränderteWetterlagen zurückzuführen?, GAW Brief des Dtsch Wetterdienstes, 12, 1–2.
  • - Gangoiti, G., Millán, M. M., Salvador, R., i Mantilla, E., 2001: Long-range transport and re-circulation of pollutants in the Western Mediterranean during the RECAPMA Project, Atmos Environ, 35, 6267–6276.
  • - Gangoiti, G., Alonso, L., Navazo, M., García, J. A., i Millán, M. M., 2006a: North African soil dust and European pollution transport to America during the warm season: hidden links shown by a passive tracer simulation, J Geophys Res, 111, doi: 10.1029/2005JD005941.
  • - Gangoiti, G., Albizuri, A., Alonso, L., Navazo, M., Matabuena, M., Valdenebro, V., García, J. A., i Millán, M. M., 2006b: Sub-continental transport mechanisms and pathways during two ozone episodes in northern Spain, Atmos Chem Phys, 6, 1469–1484, doi: 10.5194/acp-6-1469-2006.
  • - Gangoiti, G., Gómez-Domenech, I., Sáez de Cámara, E., Alonso, L., Navazo, M., Iza, J., García, J. A., Ilardia, J. L., i Millán, M. M., 2011: Origin of the water vapor responsible for the European extreme rainfalls of August 2002: 2. A new methodology to evaluate evaporative moisture sources, applied to the August 11-13 Central European rainfall episode, J Geophys Res, 116, D21103, doi: 10.1029/2010JD015538.
  • - Gesch, D. B., Verdin, K. L., i Greenlee, S. K., 1999: New land surface digital elevation model covers the earth, Eos, Transactions, American Geophysical Union, 80, 69–70, doi:10.1029/99EO00050.
  • - Hanna, S. R. i Yang, R., 2001: Evaluations of Mesoscale Model’s simulations of near surface winds, temperature gradients and mixing depths, J Appl Meteorol, 40, 1095–1104.
  • - Harrington, J. Y., Reisin, T., Cotton,W. R., i Kreidenweis, S. M., 1999: Cloud resolving simulations of Arctic stratus. Part II: Transition-season clouds, Atmos Res, 51, 45–75.
  • - James, P., Stohl, A., Spichtinger, N., Eckhardt, S., i Forster, C., 2004: Climatological aspects of the extreme European rainfall of August 2002 and a trajectory method for estimating the associated evaporative source regions, Nat Hazards Earth Sys Sci, 4, 733–746, doi: 10.5194/nhess-4-733-2004.
  • - Kanamitsu, M., Ebisuzaki,W.,Woollen, J., Yang, S. K., Hnilo, J. J., Fiorino, M., i Potter, G. L., 2002: NCEP-DOE AMIP-II Reanalysis (R-2), Bull Amer Meteor Soc, 83, 1631–1643, doi: 10.1175/BAMS-83-11-1631.
  • - Mellor, G. L. i Yamada, T., 1982: Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems, Re Geophys Space Phys, 20, 851–875, doi: 10.1029/RG020i004p00851.
  • - Millán, M. M., Artiñano, B., Alonso, L., Castro, M., Fernández-Patier, R., i Goberna, J., 1992: Mesometeorological cycles of air pollution in the Iberian Peninsula, Air Pollution Research Report 44, Commission of the European Communities, Rue de la Loi, 200 B-1040 Brussels, Belgium, D.G. XII/E-1.
  • - Millán, M. M., Salvador, R., Mantilla, E., i Artiñano, B., 1996: Meteorology and photochemical air pollution in southern Europe: Experimental results from EC research projects, Atmos Environ, 30, 1909–1924, doi: 10.1016/1352-2310(95)00220-0.
  • - Millán, M. M., Salvador, R., Mantilla, E., i Kallos, G., 1997: Photo-oxidant dynamics in the Western Mediterranean in summer: Results from European research projects, J Geophys Res, 102, 8811–8823.
  • - Millán, M. M., Estrela, M. J., Sanz, M. J., Mantilla, E., Martín, M., Pastor, F., Salvador, R., Vallejo, R., Alonso, L., Gangoiti, G., Ilardia, J. L., Navazo, M., Albizuri, A., Artiñano, B., Ciccioli, P., Kallos, G., Carvalho, R. A., Andrés, D., Hoff, A., Werhahn, J., Seufert, G., i Versino, B., 2005: Climatic feedbacks and desertification: the Mediterranean model, J Clim, 18, 684–701, doi: 10.1175/JCLI-3283.1.
  • - Mudelsee, M., Börngen, M., Tetzlaff, G., i Grünewald, 2004: Extreme floods in central Europe over the past 500 years: Role of cyclone pathway “Zugstrasse Vb”, J Geophys Res, 109, doi: 10.1029/2004JD005034.
  • - Pielke, R. A., Cotton, W. R., Walko, R. L., Tremback, C. J., Lyons, W. A., Grasso, D., Nicholls, M. E., Moran, M. D.,Wesley, D. A., Lee, T. L., i Copeland, J. H., 1992: A comprehensive meteorological modelling system - RAMS, Meteorol Atmos Phys, 49, 69–91.
  • - Rudolf, B. i Rapp, J., 2003: The Century Flood of the River Elbe in August 2002: Synoptic Weather Development and Climatological Aspects, Quarterly Report of the German NWPSystem, No. 2, 1 December 2002 until 29 February 2003, Part 1, Deutscher Wetterdienst, Business Area Research and Development: 18-23.
  • - Tremback, C. J., Lyons, W. A., Thorson, W. P., i Walko, R. L., 1993: An emergency response and local weather forecasting software system, Proceedings of the 20th ITM on Air Pollution and its Applications, New York, Plenum Press: 423-429.
  • - Ulbrich, U., Brücher, T., Fink, A. H., Leckebusch, G. C., Krüger, A., i Pinto, J. G., 2003a: The Central European Floods in August 2002, Part I: Rainfall periods and flood development, Weather, 58, 371–376.
  • - Ulbrich, U., Brücher, T., Fink, A. H., Leckebusch, G. C., Krüger, A., i Pinto, J. G., 2003b: The Central European Floods in August 2002, Part II: Synoptic causes and considerations with respect to climatic change, Weather, 58, 434–441.
  • - Van Bebber, W. J., 1891: Die Zugstraßen der barometrischen Minima nach den Bahnenkarten Deutschen Seewarte für den Zeitraum von 1875-1890, Meteorol Z, 8, 361–366.
  • - Walko, R. L., Cotton, W. R., Meyers, M. P., i Harrington, J. Y., 1995: New RAMS cloud microphysics parameterization. Part I: The single-moment scheme, Atmos Res, 38, 29–62, doi: 10.1016/0169-8095(94)00087-T.
  • - Walko, R. L., Band, L. E., Baron, J., Kittel, T. G. F., Lammers, R., Lee, T. J., Ojima, D., Pielke, S. R. A., Taylor, C., Tague, C., Tremback, C. J., i Vidale, P. L., 2000: Coupled atmospheric-biophysics-hydrology models for environmental modelling, J Appl Meteor, 39, 931–944, doi: 10.1175/1520-0450(2000)039<0931:CABHMF>2.0.CO;2.
  • - Zhong, S. i Fast, J., 2003: An Evaluation of the MM5, RAMS, and Meso-Eta Models at subkilometer resolution using VTMX field campaign data in the Salt Lake Valley, Mon Weather Rev, 131, 1301–1322, doi: 1175/1520-0493(2003)131<1301:AEOTMR>2.0.CO;2.


Creative Commons License

Aquesta obra està subjecta a una llicència de Creative Commons.


Indexats a Scopus, Thomson-Reuters Emerging Sources Citation Index (ESCI), Scientific Commons, Latindex, Google Scholar, DOAJ, ICYT (CSIC)

Finançat parcialment per les Accions Complementàries CGL2007-29820-E/CLI, CGL2008-02804-E/, CGL2009-07417-E i CGL2011-14046-E del Ministeri de Ciència i Innovació del Govern d'Espanya