Categoría: Artículos científicos (Resumen y PDF)

Un estudio revela que la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico aumenta el riesgo de inundaciones en la costa sureste de Estados Unidos

El aumento del nivel del mar es una de las consecuencias más graves del calentamiento global. Un nuevo estudio en colaboración dirigido por el Dr. Denis Volkov, de NOAA-AOML, y el Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos de la Universidad de Miami ha descubierto que los cambios en el contenido de calor oceánico de toda la cuenca inducidos por la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC) están influyendo en la frecuencia de las inundaciones a lo largo de la costa sudoriental de Estados Unidos. 

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Portada de la publicación científica destacada

La baja acumulación neta de carbonatos caracteriza el arrecife de coral de Florida

John T. Morris, Ian C. Enochs, et al.

El hábitat de los arrecifes de coral se crea cuando la producción de carbonato cálcico por los calcificadores supera la eliminación por erosión física y biológica. Los estudios sobre el balance de carbonatos permiten cuantificar las acciones que alteran el marco de diversos conjuntos de especies marinas para determinar la producción neta de carbonatos, una métrica única que engloba la persistencia del hábitat arrecifal. En este estudio, se calcularon los presupuestos de carbonato en 723 lugares del Florida Reef Tract (FRT) utilizando datos demográficos sobre la cubierta bentónica y los peces loro del Programa Nacional de Vigilancia de Arrecifes de Coral de la NOAA, así como topobatimetría LiDAR de alta resolución. Los resultados ponen de relieve el estado erosivo de la mayoría de los lugares de estudio, con una tendencia hacia un hábitat más vulnerable en el norte del FRT, especialmente en la región del sureste de Florida (- 0,51 kg CaCO3m-2 año-1), muy próxima a centros urbanos. La comparación detallada de los tipos de arrecifes revela que los arrecifes del canal medio de los Cayos de Florida tienen la mayor producción neta de carbonato (0,84 kg CaCO3 m-2 año-1) e indica que estos arrecifes pueden ser los que se resistan al desarrollo de arrecifes en toda la región. Este estudio informa de que los arrecifes de Florida, concretamente su estructura física, se encuentran en un estado de erosión neta. A medida que estos arrecifes pierdan estructura, disminuirán los servicios ecosistémicos que proporcionan, lo que significa la importancia de aumentar la protección y los esfuerzos de gestión para contrarrestar estas tendencias.

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Portada del artículo de la revista Nature "Restoration and coral adaptation delay, but do not prevent, climate-driven reef framework erosion of an inshore site in the Florida Keys".

Un nuevo estudio establece un marco de seguimiento para evaluar la persistencia de los arrecifes ante el cambio climático y la acidificación de los océanos

Webb, A.E., Enochs, I.C., van Hooidonk, R. et al. Restoration and coral adaptation delay, but do not prevent, climate-driven reef framework erosion of an inshore site in the Florida Keys. Sci Rep 13, 258 (2023).

Para que la estructura del arrecife persista, es necesario que la producción de carbonato cálcico por los corales y otros calcificadores supere la pérdida debida a la erosión física, química y biológica. Este equilibrio es a la vez delicado y dinámico, y actualmente se ve amenazado por los efectos del calentamiento y la acidificación de los océanos. Aunque la protección y la recuperación de las funciones de los ecosistemas están en el centro de la mayoría de los programas de restauración y conservación, los responsables de la toma de decisiones se ven limitados por la falta de herramientas predictivas para prever la persistencia del hábitat en diferentes escenarios de emisiones. Para abordar esta cuestión, desarrollamos un enfoque de modelización, basado en los presupuestos de carbonato, que vincula las respuestas específicas de cada especie al cambio global específico de cada lugar utilizando la última generación de proyecciones de modelos climáticos (CMIP6). Aplicamos este modelo a Cheeca Rocks...

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Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar. Imagen del artículo científico.

Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar (Análisis estadístico de corrientes de actualización convectivas en bandas de lluvia de ciclones tropicales observadas por radar Doppler aerotransportado)

Barron, N. R., Didlake Jr, A. C., & Reasor, P. D. (2022). Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(6), e2021JD035718.4

Resumen: Se utilizan diez años de observaciones de radar Doppler aerotransportado para estudiar las estructuras cinemáticas y de reflectividad de las corrientes convectivas ascendentes en las bandas de lluvia de los ciclones tropicales (CT). Se desarrolla un algoritmo automatizado para identificar las corrientes ascendentes más fuertes en las bandas de lluvia de 12 CT con fuerza de huracán. Las corrientes ascendentes seleccionadas son entonces analizadas colectivamente por su frecuencia, radio, localización azimutal (relativa a la cizalladura del viento ambiental 200-850 hPa), características estructurales, y patrón de flujo de circulación secundaria (radial/vertical). Las corrientes ascendentes de la banda de lluvia se hacen más profundas y fuertes a medida que aumenta el radio. Surge una asimetría de número de onda-1, que muestra que en los cuadrantes de cizalladura descendente (cizalladura ascendente) del CT, las corrientes ascendentes son más (menos) frecuentes y más profundas (menos profundas)....

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Previsiones de huracanes en el Atlántico para 2019 del Sistema de Análisis y Previsión Global de Huracanes (HAFS): Estadísticas compuestas y eventos clave. Imagen del artículo científico.

Previsiones de Huracanes Atlánticos para 2019 del Sistema de Análisis y Previsión de Huracanes Anidado Global: Estadísticas compuestas y eventos clave

Hazelton, A., Zhang, Z., Liu, B., Dong, J., Alaka, G., Wang, W., ... & Marks, F. (2021). 2019 Atlantic hurricane forecasts from the global-nested hurricane analysis and forecast system: Estadísticas compuestas y eventos clave. Weather and Forecasting, 36(2), 519-538.

Resumen: El Sistema de Análisis y Pronóstico de Huracanes (HAFS) de NOAA es un sistema de modelado de huracanes basado en FV3 en evolución que se espera que reemplace los modelos operativos de huracanes en el Servicio Meteorológico Nacional. Con el apoyo del Programa de Mejora del Pronóstico de Huracanes (HFIP), las versiones globales anidadas y regionales de HAFS se ejecutaron en tiempo real en 2019 para crear la primera línea de base para el avance de HAFS. En este estudio, los pronósticos de la configuración anidada global de HAFS (HAFS-global nest) se evalúan y comparan con otros modelos operacionales y experimentales. Los pronósticos de HAFS-global nest cubrieron el período de julio a octubre durante la temporada de huracanes de 2019. Se examinan las verificaciones de las previsiones de trayectoria, intensidad y estructura de los ciclones tropicales (CT)....

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Evaluación de las sondas de satélite para la vigilancia del entorno de los ciclones tropicales en la predicción operativa. Imagen del artículo científico.

Evaluación de las sondas de satélite para vigilar el entorno de los ciclones tropicales en la previsión operativa

Esmaili, R., Barnet, C., Dunion, J., Folmer, M., & Zawislak, J. (2022). Evaluating Satellite Sounders for Monitoring the Tropical Cyclone Environment in Operational Forecasting. Teledetección, 14(13), 3189.

Resumen: Los ciclones tropicales pueden formarse en mar abierto, donde las observaciones in situ son limitadas, por lo que los meteorólogos dependen de las observaciones por satélite para seguir su desarrollo y trayectoria. Se explora la utilidad de un producto de sondeo por satélite operativo para la predicción tropical mediante la caracterización de la habilidad de recuperación de los productos durante los vuelos de investigación. Científicos del equipo de investigación NOAA-Unique Combined Atmospheric Processing System (NUCAPS) y de las comunidades de ciclones tropicales colaboraron para localizar los ciclones tropicales relevantes durante la campaña. Este esfuerzo produjo 130 dropsondes que están bien sincronizados con sobrevuelos de sondas satelitales sobre tres ciclones tropicales diferentes y un brote de la capa de aire sahariano....

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Rendimiento de un esquema mejorado de PBL basado en la TKE y el flujo de masa de difusividad inducida (EDMF) en las previsiones de huracanes de 2021 del Sistema de Análisis y Previsión de Huracanes. Imagen de un artículo científico.

Rendimiento de un Esquema PBL Mejorado Basado en TKE Eddy-Diffusivity Mass-Flux (EDMF) en las Previsiones de Huracanes 2021 del Sistema de Análisis y Previsión de Huracanes

Chen, X., Hazelton, A., Marks, F. D., Alaka Jr, G. J., & Zhang, C. (2023). Performance of an Improved TKE-Based Eddy-Diffusivity Mass-Flux (EDMF) PBL Scheme in 2021 Hurricane Forecasts from the Hurricane Analysis and Forecast System. Weather and Forecasting, 38(2), 321-336.

Resumen: El desarrollo continuo y la evaluación de las parametrizaciones de la capa límite planetaria (PBL) en condiciones de huracán son cruciales para mejorar las predicciones de los ciclones tropicales (TC). Un esquema de PBL basado en la energía cinética de la turbulencia (TKE) y en el flujo de masa por difusividad de remolino (EDMF-TKE), implementado en el Sistema de Análisis y Predicción de Huracanes (HAFS) de la NOAA, ha sido recientemente mejorado en condiciones de huracán utilizando simulaciones de grandes remolinos. Este estudio evalúa el rendimiento de las previsiones HAFS TC con el original (experimento HAFA) y EDMF-TKE modificado (experimento HAFY) basado en una gran muestra de casos durante la temporada de huracanes del Atlántico Norte de 2021....

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Un operador unidimensional mejorado de ángulo de curvatura para la asimilación de perfiles de radio ocultación en la baja troposfera. Imagen del artículo científico.

Un operador unidimensional mejorado de ángulo de curvatura para la asimilación de perfiles de radio ocultación en la baja troposfera

Cucurull, L., & Purser, R. J. (2023). An improved one-dimensional bending angle forward operator for the assimilation of radio occultation profiles in the lower troposphere. Monthly Weather Review, 151(5), 1093-1108.

Resumen: Bajo gradientes verticales muy grandes de refractividad atmosférica, que son típicos a la altura de la capa límite planetaria, la asimilación de observaciones de radio ocultación (RO) en modelos de predicción numérica del tiempo (NWP) presenta varios retos serios. En tales condiciones, la asimilación de los perfiles de ángulo de curvatura de la RO es un problema mal planteado, la incertidumbre asociada a las observaciones de RO es mayor, y el operador forward unidimensional utilizado para asimilar estas observaciones presenta varias deficiencias teóricas. Como resultado, un mayor porcentaje de estas observaciones RO son rechazadas en los centros NWP por los procedimientos de control de calidad existentes, limitando potencialmente los beneficios de este tipo de datos para mejorar la predicción meteorológica en la baja troposfera....

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Relaciones observadas entre la altura del vórtice del ciclón tropical, la intensidad y la tasa de intensificación. Imagen del artículo científico

Relaciones observadas entre la altura del vórtice del ciclón tropical, la intensidad y la tasa de intensificación

DesRosiers, A. J., Bell, M. M., Klotzbach, P. J., Fischer, M. S., & Reasor, P. D. (2023). Observed relationships between tropical cyclone vortex height, intensity, and intensification rate. Geophysical Research Letters, 50(8), e2022GL101877.

Resumen: A medida que un ciclón tropical (CT) se intensifica, el campo de viento tangencial se expande verticalmente y aumenta en magnitud. Las observaciones y los modelos apoyan la altura del vórtice como una característica estructural importante del CT. El conjunto de datos del Archivo de Radar de Ciclones Tropicales de Análisis Doppler con Recentrado proporciona análisis cinemáticos para el cálculo de la altura del vórtice (HOV) en tormentas observadas. Los análisis se promedian azimutalmente con valores de viento tangencial tomados a lo largo del radio de vientos máximos. Para determinar la HOV se utiliza una técnica basada en umbrales. Un umbral fijo HOV se correlaciona fuertemente con la intensidad actual. Una métrica HOV dinámica cuantifica el decaimiento vertical del viento tangencial con una dependencia reducida de la intensidad. Existen diferencias estadísticamente significativas entre los valores dinámicos del HOV en grupos de casos estacionarios, de intensificación y de rápida intensificación clasificados por los cambios posteriores de presión.

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Huracanes de alta definición: Mejora de las previsiones con nidos de seguimiento de tormentas: Imagen del artículo científico

Huracanes de alta definición: Mejora de las previsiones con nidos de seguimiento de tormentas

Alaka Jr, G. J., Zhang, X., & Gopalakrishnan, S. G. (2022). High-definition hurricanes: improving forecasts with storm-following nests. Boletín de la Sociedad Meteorológica Americana, 103(3), E680-E703.

Resumen: Para predecir con fidelidad los cambios de intensidad y estructura de los ciclones tropicales (CT), los modelos numéricos de predicción meteorológica deben ser de "alta definición", es decir, con un espaciado de malla horizontal ≤ 3 km, de modo que permitan nubes y convección y resuelvan gradientes nítidos de momento y humedad en la pared ocular y las bandas de lluvia. Los nidos de seguimiento de tormentas son eficientes computacionalmente a resoluciones finas, proporcionando un enfoque práctico para mejorar las previsiones de intensidad de los CT. En el marco del Proyecto de Mejora de la Predicción de Huracanes, el sistema operativo de Investigación y Predicción Meteorológica de Huracanes (HWRF) se desarrolló para incluir nidos telescópicos de seguimiento de tormentas para un único CT por integración de modelo.

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