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El polvo y la meteorología en el Mediterráneo

El trabajo de un equipo investigador ha permitido conocer más sobre las intrusiones de polvo que afectan a la radiación, las dinámicas atmosféricas y los sistemas de previsión meteorológica.
El polvo y la meteorología en el Mediterráneo
Los avances modernos en el modelado de polvo atmosférico han permitido investigar los efectos del polvo en la radiación y los procesos atmosféricos. En este sentido, las plataformas por satélite como MODIS, EP-TOMS y OMI, así como las redes terrestres de observación que proporcionan mediciones avanzadas de gran precisión, pueden utilizarse junto con diversos modelos para conocer mejor la dinámica de las atmósferas con polvo.

La iniciativa MDRAF (Effects of Mediterranean desert dust outbreaks on radiation, atmospheric dynamics and forecasting accuracy of a numerical mesoscale model), financiada con fondos europeos, trabajó en la descripción de tres estructuras dimensionales de la intrusión de polvo del desierto en el Mediterráneo. Para ello, se realizó una implantación sinergística de los resultados obtenidos con satélites activos y pasivos, así como mediante el estudio de su impacto en la radiación y la dinámica atmosférica gracias al modelado de atmósfera con polvo.

En su sentido más amplio, las intrusiones de polvo del desierto que han afectado a la cuenca mediterránea durante el periodo 2000-2013, se han identificado gracias a la utilización de un algoritmo de satélite objetivo y dinámico, mientras que para obtener su descripción en vertical, se emplearon perfiles lídar de satélite. La fiabilidad de los algoritmos de los satélites se confirmó mediante la evaluación de sus resultados en comparación con las concentraciones PM10 a nivel superficial y los resultados terrestres de AERONET.

En base a las distribuciones geográficas medias a largo plazo, el equipo investigador averiguó que la frecuencia de los episodios de polvo del desierto disminuye de sur a norte. Los episodios fuertes de polvo del desierto acontecen más frecuentemente en el Mediterráneo occidental (10 episodios, año 1), mientras que los episodios extremos son más frecuentes en sus partes centrales (3,3 episodios, año 1). En términos de frecuencia, se han revelado patrones espaciales distintos para la intensidad, cuyo valor es mayor en las zonas central y oriental de la región analizada.

En las subregiones mediterráneas, el equipo investigador identificó que la altura de la base de las capas de polvo ha descendido de dos kilómetros a quinientos metros y se ha desplazado de oeste a este debido a la topografía local y a la convección térmica. De media, la altura máxima de las capas de polvo alcanza hasta seis kilómetros, mientras que las partículas de polvo se observan en concentraciones muy bajas, normalmente de hasta ocho kilómetros.

A partir de los resultados de los algoritmos de los satélites, se seleccionaron veinte intrusiones de polvo intensas y extensas en base a criterios objetivos. Para estos casos, se recurre a simulaciones numéricas de corta duración (ochenta y cuatro horas) del modelo NMMB/BSC-Dust para estudiar los efectos radiactivos directos (DRE) del polvo en un dominio que abarca el Sahara y la mayor parte de Europa. En condiciones de episodio de polvo, las partículas minerales provocan alteraciones considerables en el balance de radiación del sistema Tierra-atmósfera. Debido a las interacciones polvo-radiación, a mediodía las partículas minerales, a una altura de 2 metros, reducen la temperatura en hasta 4 K, los flujos de calor sensible en hasta 150 Wm-2 y los flujos de calor latente en hasta 100 Wm-2. Por la noche, se producen los efectos inversos pero en una magnitud inferior. La distribución vertical de las capas de polvo desempeña un papel fundamental en la manera en que las partículas minerales alteran los perfiles verticales de la temperatura, los cuales, a su vez, afectan a la dinámica atmosférica.

Cuando los efectos radioactivos del polvo se consideran en las simulaciones numéricas, la profundidad óptica del aerosol de polvo regional a 550 nm y la cantidad total de polvo emitida se reducen hasta en un 7 % y 20 %, respectivamente, lo que revela reacciones negativas en los dos parámetros. Por último, gracias a la consideración de las interacciones polvo-radiación, la capacidad predictiva del modelo NMMB/BSC-Dust mejora en términos de la reproducción de la radiación descendente en superficie y en campos de temperatura.

Los datos y los resultados generados por el proyecto MDRAF mejorarán la comprensión de los investigadores sobre la manera en que el polvo afecta a los sistemas meteorológicos locales y regionales, lo que les permitirá mejorar los modelos climático y meteorológico.

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Palabras clave

Meteorología, mediterráneo, intrusión de polvo, radiación, satélites, dinámica atmosférica, MDRAF
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