Tendencias de los patrones de circulación estivales en Europa occidental en la segunda mitad del siglo XX

Precipitaciones asociadas en la península IbéricaAntonio de Jesús Fernández García*Javier Martín Vide***Centro Meteorológico Prov. Cienfuegos, Instituto de Meteorología, Cubaantoniodejesus_fernandezga...

Precipitaciones asociadas en la península IbéricaAntonio de Jesús Fernández García*Javier Martín Vide***Centro Meteorológico Prov. Cienfuegos, Instituto de Meteorología, Cuba[email protected]** Grupo de Climatología, Universidad de Barcelona, España[email protected]RESUMENEmpleando la clasificación sinóptica automática de Fernández y Díaz (2003), se comparan los patrones de circulación estivales en Europa entre dos períodos: 1957-1976 y 1977-1996. Para ello se analiza la frecuencia de los llamados Procesos Sinópticos Objetivos (PSOs) y se establece las características de los tipos de mayor frecuencia, así como su relación con los totales diarios de precipitación y su probabilidad en la España peninsular. Se observa un reforzamiento de las condiciones anticiclónicas y una disminución de la probabilidad de precipitación asociada a estos patrones frecuentes en el segundo período. Se compara también la distribución espacial de las precipitaciones asociadas a los procesos de baja frecuencia. Palabras claves: cambio climático, clasificación sinóptica automática, Península Ibérica, precipitación, Proceso Sinóptico Objetivo. ABSTRACTUsing the objective weather-type system of Synoptic Objective Processes (PSOs) by Fernández and Díaz (2003), the summer European patterns of circulation in two periods, 1957-1976 and 1977-1996, are compared. The frequency of the PSOs is analyzed for both periods. The characteristics of the more frequent circulation patterns and their relationships with the amounts and the rain probability in the peninsular Spain are established. A decreasing trend in the precipitation of those patterns in the second period is observed, related with more anticyclonic conditions. It is also compared the spatial distribution of the precipitations associated with the processes of low frequency. Key words: climatic change, Iberian Peninsula, precipitation, synoptic automatic classification, Synoptic Objective Processes.1. INTRODUCCIÓNEl Tercer IPCC (2001) estableció que la temperatura media global en superficie ha aumentado en 0.6ºC±0.2 desde 1860 y que el calentamiento se ha concentrado en el período 1910-1945 y a partir de 1976. Afirma además que el siglo XX, su década de los años 90 y 1998 son los más cálidos del último milenio, así como que las temperaturas mínimas diarias en los continentes han aumentado el doble que las máximas diarias desde la década de los años 50. Tales resultados, generales y concluyentes, contrastan con los relativos a la precipitación, más inciertos y menos globales. Así, se afirma que probablemente en la mayor parte de las áreas continentales de latitudes medias y altas se ha dado un incremento de la precipitación, aunque en muchas áreas continentales subtropicales la cantidad de lluvia ha disminuido.Todas estas variaciones están vinculadas a alteraciones que de una forma u otra han experimentado los patrones de circulación de las diversas regiones del planeta, aspecto que puede considerarse como un elemento medular para profundizar sobre las causas y efectos del cambio climático y las tendencias que en la actualidad ocurren en la circulación atmosférica. La climatología sinóptica ayuda a identificar las configuraciones claves en los patrones de circulación y las causas que modifican el comportamiento de las variables meteorológicas (Hidy, 1988). Los esquemas de clasificación traen orden y simplicidad al sistema climático, proporcionando una gran cantidad de información en forma codificada (Yarnal, 1993). También, se tiene el establecimiento de nexos entre las escalas, vinculando los procesos de circulación global y los que caracterizan los diversos fenómenos que ocurren en superficie (Turner et.al. 1989).En el caso de España no existe una clasificación sinóptica manual que haya tenido amplia aceptación, siendo algunas de las propuestas más generalizadas las de Linés (1981), con 25 tipos en 300 hPa, Font Tullot (1983), con 23 tipos que combinan superficie y 500 hPa, Martín-Vide (1991), con 16 tipos usando los mismos niveles, y Capel Molina (2000), con 18 tipos basados en superficie y en 500 ó 300 hPa. En los últimos 20 años se ha avanzado en el desarrollo de clasificaciones sinópticas automáticas o de carácter objetivo, caracterizadas por su dependencia de un algoritmo numérico y la reducción considerable del tiempo requerido en el propio proceso de clasificación, mediante técnicas multivariadas y afines, y otras (Galán, 1989; Martín-Vide, 2002; Rasilla, 2003). Recientemente Fernández y Díaz (2003) y Fernández et. al. (2004) han llevado a cabo un procedimiento de clasificación objetiva denominado Procesos Sinópticos Objetivos -PSOs-, el cual ha sido aplicado en la Península Ibérica al bimestre septiembre-octubre por Fernández et. al. (2003). El algoritmo de cálculo de los PSOs estratifica los períodos del año en bimestres, y considera cada situación o caso como parte de un proceso temporal que empieza 24 horas antes y termina 24 horas después del día de la clasificación. También Soriano et. al. (2004) han empleado la clasificación mencionada para caracterizar las situaciones sinópticas y asociarlas con las salidas correspondientes del modelo mesoescalar TAPM en Cataluña.En el presente trabajo se aplican los PSOs al espacio centro-occidental de Europa, en el período estival conformado por los meses de julio y agosto, para dos períodos de 20 años de la segunda mitad del siglo XX: 1957–1976 y 1977-1996, durante el cual los informes científicos del IPCC (2001) centran la aceleración del calentamiento global. El objetivo básico plantea, tras la comparación de los procesos de circulación más comunes de ambos períodos, encontrar señales o tendencias asociadas a los procesos sinópticos, así como analizar las variaciones experimentadas por el campo de precipitaciones en la España peninsular.2. DATOS Y METODOLOGÍAPara llevar a cabo el presente trabajo se empleó la base de datos NCEP-NCAR, con resolución de 2.5 grados, de las variables presión atmosférica al nivel medio del mar, Psup, y altura del geopotencial de 500 hPa, H500, en el período correspondiente a los años 1957-1996. Esta muestra de datos de 40 años fue subdividida en los períodos 1957-1976 y 1977-1996. La región analizada quedó delimitada por los paralelos 25º y 65º N y los meridianos 30º W y 30º E, que, a la resolución indicada, conforman una malla de 425 puntos (17 paralelos x 25 meridianos). Para el mismo período se empleó la base de datos de precipitación diaria del Instituto Nacional de Meteorología de España, con resolución de 55 km, para un total de 202 puntos de rejilla ubicados sobre la Península Ibérica y las islas Baleares.Se utilizó la salida de la clasificación automática de Fernández y Díaz (2003), ya con dos aplicaciones previas en la Península Ibérica (Fernández et. al., 2003; Soriano, et. al., 2004) y con otra en varios polígonos del archipiélago cubano (Fernández et. al., 2004). Se halló la distribución de frecuencias de los PSOs para los dos períodos de análisis, así como su período de retorno, estableciéndose comparaciones entre los 4 PSOs de mayor frecuencia, así como entre los campos de probabilidad e intensidad media de la precipitación asociados. El criterio de corte de la clasificación automática excluye los grupos o PSOs que no alcancen una frecuencia del 1%.Para estudiar la influencia que tienen los patrones de circulación en ambos períodos, y sus tendencias con relación al comportamiento de las precipitaciones, se comparó los grupos de los procesos más frecuentes que agrupan un 50% de la muestra, obteniéndose para ellos los mapas medios de probabilidad e intensidad media de la precipitación en el territorio peninsular español. El mismo procedimiento se aplicó para los PSOs menos frecuentes y finalmente para los casos que no quedaron agrupados por la metodología de selección (frecuencia menor del 1%).3. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS PRINCIPALES RESULTADOS3.1. Distribución de la frecuencia de los PSOs para ambos períodosEn el período 1956-1977 quedaron identificados 23 PSOs, mientras que en el 1977-1996 se redujeron a 19 (Tabla 1). Es significativo observar que la frecuencia alcanzada por el PSO 1 del segundo período duplica la del PSO 1 del primero, lo cual sugiere una mayor permanencia de la situación sinóptica más típica en el último cuarto del siglo XX. La disminución gradual de la frecuencia, aproximadamente exponencial negativa, se ha hecho visible en otros escenarios climáticos donde ha sido aplicada esta metodología (Fernández et. al., 2004). Tabla 1: Frecuencia absoluta, frecuencia relativa y recurrencia de los PSOs, y fechas no clasificadas, en los dos períodos analizados.3.2. Características de los PSOs más frecuentes en ambos períodos. Distribución de las precipitaciones asociadas a ellosEl PSO 3 de ambos períodos discrepa apreciablemente (figura 3), con un claro reforzamiento anticiclónico en el período más reciente. Así, en superficie un potente anticiclón queda centrado al sur de las islas Británicas en el período 1977-1996. En 500 hPa la circulación rápida de componente oeste sobre la Península Ibérica en el periodo 1957-1976 da paso a una dorsal anticiclónica con eje meridiano sobre la costa occidental en los veinte años siguientes. La relativa frecuencia de la precipitación en la mitad nororiental ibérica en el primer período se reduce drásticamente en el segundo.Como se ha visto, los primeros tres PSOs para ambos períodos dan conjuntamente una tendencia anticiclónica creciente, más evidente en los niveles medios troposféricos, que justifica la disminución de las precipitaciones asociadas con los patrones de circulación predominantes en verano. 3.3 Tendencias de los campos de precipitación en la Península Ibérica vinculados a los patrones de alta y baja frecuenciaPor último, se ha establecido la comparación, entre ambos períodos, de los casos aislados, no integrados en los PSOs, que, por su baja probabilidad de ocurrencia, pudieran estar relacionados con la ocurrencia de condiciones meteorológicas extremas. Tanto la cantidad media como la probabilidad de ocurrencia de precipitación ha aumentado claramente bajo este tipo de situaciones poco frecuentes, en especial en la mitad norte peninsular (figura 8). Este resultado podría ser consistente con un cierto aumento de los episodios pluviométricos extremos en las últimas décadas en las latitudes medias y altas del hemisferio norte.4. CONCLUSIONESLos Procesos Sinópticos Objetivos, que constituyen un procedimiento de clasificación sinóptica objetiva a partir de la presión en superficie y la altura geopotencial de 500 hPa, y dinámica, al considerar el día de análisis junto con el precedente y el siguiente, han permitido determinar 23 y 19 tipos, o PSOs, para los bimestres julio-agosto, de los períodos 1957-1976 y 1977-1996, respectivamente, así como las fechas no integradas en ningún tipo.Los resultados de la aplicación de los PSOs apuntan a que los patrones de circulación más frecuentes en verano en Europa occidental han reforzado su carácter anticiclónico sobre la Península Ibérica durante el período más reciente, lo que explicaría una tendencia a la disminución de la precipitación en su mitad norte. Tal variación en los patrones sinópticos es razonable contemplarla como una señal del cambio climático.5. AGRADECIMIENTOSLos autores del presente trabajo quieren agradecer la contribución de los datos reticulares de precipitación diaria de 202 puntos aportados por el Instituto Nacional de Meteorología (España). También el agradecimiento al National Center Atmospheric Research (NCAR) y al National Center Enviromental Prediction (NCEP), por los datos diarios de Psup y H500, con una resolución de 2,5 grados del período 1957-1996. El trabajo se encuadra en el marco del proyecto REN2001-2865-C02-01/CLI, del grupo consolidado 2001SGR-00040 y de las actividades del Parc Científic (Universidad de Barcelona). 6. REFERENCIASCAPEL MOLINA, J.J. (2000): El clima de la península Ibérica, Barcelona, Ariel.FERNÁNDEZ A. y Y. DÍAZ (2003): Catálogo de los Procesos Sinópticos en el Archipiélago cubano, 171 pp.FERNÁNDEZ A.; MARTÍN VIDE J.; DÍAZ, Y. y MESTRE, A. (2003): "Aplicación de los Procesos Sinópticos Objetivos a la Península Ibérica". Investigaciones Geográficas, 31, 33-52.FERNANDEZ A.; BARCIA S.; ORBE G.; LLANES M.; GARCIA M. y ARCIA D. (2004): "Climatología sinóptica de la distribución mesoescalar de las precipitaciones, en varios polígonos del territorio de Cuba", CD-Memorias de la Convención Trópico 2004, Ciudad de La Habana, 5-9 de abril de 2004, 15 pp.GALÁN, E. (1989): Tipos de tiempo anticiclónicos invernales en la España peninsular y Baleares. Ensayo metodológico, Universidad Autónoma de Madrid (Tesis doctoral), 1405 pp. HIDY, G.M. (1988): "Scientific considerations for empirical determination of regional source-receptor relationships". Atmospheric Environment, 22, 1801-1820.IPCC (2001): Climate Change 2001. Synthesis Report. Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.LINÉS, A. (1981): Perturbaciones típicas que afectan a la península Ibérica y precipitaciones asociadas, Madrid, Instituto Nacional de Meteorología.MARTÍN-VIDE, J (1991): Mapas del tiempo: fundamentos, interpretación e imágenes de satélite, Vilassar del Mar, Oikos-tau, 170 pp.MARTÍN-VIDE, J.(2002): "Aplicación de la clasificación sinóptica automática de Jenkinson y Collison a días de precipitación torrencial en el este de España, en CUADRAT,VICENTE Y SAZ, La información climática como herramienta de gestión ambiental, 123-127, Universidad de Zaragoza y Asociación de Geógrafos Españoles.RASILLA, D.(2003): "Aplicación de un método de clasificación sinóptica a la Península Ibérica". Investigaciones Geográficas, 30, 27-45.SORIANO, C.; FERNÁNDEZ A. y MARTÍN-VIDE (2004): "Sobre el uso de los procesos sinópticos objetivos y los modelos meteorológicos a alta resolución para el estudio de los patrones circulatorios atmosféricos a escala regional", CD-Memorias de la Convención Trópico 2004, Ciudad de La Habana, 5-9 de abril 2004, 15 pp.TURNER, M.G.; DALE, V. H. y GARDNER, R.H. (1989): "Predicting across scale: theory development and testing", Landscape Ecology, 3, 245-252.YARNAL, B (1993): Synoptic climatology in environmental analysis. London and Florida, Belhaven Press, 195pp.Nota de la RAM: Este artículo fue presentado en el IV Congreso de la AEC (Asociación Española de Climatología), Santander, 2004. Publicado en García Codrón et al.(2004), El Clima, entre el Mar y la Montaña, 273-282, Asociación Española de Climatología y Universidad de Cantabria.

Esta entrada se publicó en Reportajes en 12 Mar 2005 por Francisco Martín León