Capa de aire sahariano

La capa de aire del Sahara

Estudio de los efectos de las tormentas de polvo saharianas transatlánticas en el fenómeno oceánico y atmosférico del Atlántico

DESPLÁCESE PARA SABER MÁS

Quiénes somos

Lo que hacemos

Nuestro principal objetivo es estudiar todos los aspectos de la Capa de Aire Sahariana, incluyendo su estructura termodinámica y cinemática, su extensión vertical, los impactos del polvo mineral y el efecto en la climatología de la atmósfera del Atlántico Norte. Esto nos permite integrar en modelos las nuevas observaciones de la Capa de Aire Sahariana recogidas de las sondas de GPS desplegadas por aviones, a fin de mejorar los pronósticos y avanzar en nuestro conocimiento del impacto de la Capa de Aire Sahariana en el clima y las condiciones meteorológicas extremas de la cuenca atlántica. Un agradecimiento especial a nuestros socios externos, Chris Velden (UW-CIMSS), Jeff Hawkins (NRL-Monterey, retirado), y Joseph Prospero (Universidad de Miami/CIMAS, retirado).

Los miembros del equipo que trabajan en el proyecto de la Capa Aérea del Sáhara realizan experimentos utilizando los dos aviones Orions P-3 de la NOAA y el jet de gran altitud G-IV como se describe en el Programa de Campo de Huracanes de HRD. El monitoreo de la Capa de Aire Sahariana se lleva a cabo utilizando una combinación de los Satélites Geoestacionarios Operacionales Ambientales (GOES) de la NOAA, los satélites Meteosat de Segunda Generación (MSG), así como los satélites NOAA-20, Suomi-NPSS, el Sensor Especial de Imágenes y Sondeo por Microondas (SSMIS), la Misión de Observación del Cambio Global (GCOM), la Medición de Precipitaciones Globales (GPM), y los satélites de órbita polar Coriolis. Lea más sobre nuestras operaciones actuales en el Blog de la División de Investigación de Huracanes.

| Jason P. Dunion, Doctor en Filosofía.

Investigador principal

| Sim D. Aberson, Ph.D.

Miembro del proyecto

| Neal M. Dorst

Miembro del proyecto

| Frank Marks, Sc.D.

Miembro del proyecto

| John Kaplan

Miembro del proyecto

| Gus Alaka, Doctor en Filosofía.

Miembro del proyecto

Noticias principales

Capa de aire del Sahara: ¿Qué es? ¿Por qué lo rastrea la NOAA?

Publicado originalmente el miércoles 24 de junio de 2020 en NOAA NESDIS

A medida que avanzamos en la Temporada de Huracanes del Atlántico 2020, sin duda escucharán mucho sobre la Capa de Aire del Sahara, una masa de aire muy seca y polvorienta que se forma sobre el desierto del Sahara a finales de la primavera, en verano y a principios del otoño. Esta capa puede viajar e impactar en lugares a miles de kilómetros de sus orígenes africanos, que es una de las razones por las que la NOAA utiliza la elevada perspectiva de sus satélites para rastrearla.

Publicado originalmente el miércoles 24 de junio de 2020 en NOAA NESDISA medida que avanzamos en la temporada de huracanes del Atlántico de 2020, sin duda oirás hablar mucho de la capa de aire sahariano, una masa de aire muy seco y polvoriento que se forma sobre el desierto del Sahara durante el final de la primavera, el verano y el principio del otoño. Esta capa puede desplazarse e impactar en lugares situados a miles de kilómetros de su origen africano, razón por la cual la NOAA utiliza la perspectiva elevada de sus satélites para rastrearla.

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La aeronave Global Hawk de la NASA llevará múltiples instrumentos para hacer el perfil de los huracanes durante la temporada de campo de 2015. (Crédito de la imagen: NOAA)
El Global Hawk de la NASA se alejó de la Instalación de Vuelo Wallops de la NASA, en la Isla Wallops, Va. el 19 de septiembre de 2012 y se dirigió a investigar la tormenta tropical Nadine cerca de las Islas Azores en el Océano Atlántico Oriental. Los Global Hawks forman parte de la misión Hurricane and Severe Storm Sentinel (HS3). Crédito: NASA Wallops

La capa de aire del Sahara y el clima extremo

La capa de aire del Sáhara afecta a nuestro tiempo y clima

La Capa de Aire Sahariano tiene propiedades únicas de calor, aire seco y vientos fuertes que pueden tener importantes impactos moderados en la formación e intensificación de los ciclones tropicales. Hay tres características de estos brotes de polvo sahariano que pueden afectar a los ciclones tropicales, a las perturbaciones tropicales y a la climatología general de la atmósfera tropical del Atlántico:

 

  • Aire extremadamente seco
  • Chorro del Este Africano
  • Temperaturas cálidas

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Aire extremadamente seco

Primero, el aire seco y polvoriento de la Capa de Aire del Sahara tiene alrededor de un 50% menos de humedad que la típica atmósfera tropical. Este aire extremadamente seco puede debilitar un ciclón tropical o una perturbación tropical promoviendo corrientes descendentes alrededor de la tormenta.

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Chorro del Este Africano

En segundo lugar, los fuertes vientos en la Capa de Aire del Sahara (25-55 millas por hora o 10-25 metros por segundo) pueden aumentar sustancialmente la cizalladura vertical del viento en y alrededor del entorno de la tormenta. Este "chorro de nivel medio" de vientos potenciados, que se encuentra típicamente a una altura de 6.500-14.500 pies (2000-4500 metros), puede causar la inclinación del vórtice ciclónico tropical con la altura y puede perturbar la máquina de calor interna de la tormenta.

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Temperaturas cálidas

Tercero, el calor de la Capa de Aire Sahariano actúa para estabilizar la atmósfera, lo que puede suprimir la formación de nubes. Este efecto estabilizador se produce cuando el aire caliente y boyante de la Capa de Aire Sahariano se desplaza sobre el aire relativamente más frío y denso. El polvo mineral en suspensión de la Capa de Aire Sahariana también absorbe la luz solar, lo que ayuda a mantener su calor al cruzar el Océano Atlántico.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la capa de aire del Sahara?

La Capa de Aire Sahariano es una masa de aire muy seca y polvorienta que se forma sobre el desierto del Sahara a finales de la primavera, verano y principios del otoño, y se desplaza sobre el Océano Atlántico Norte tropical cada tres a cinco días. Los brotes de la Capa de Aire Sahariana normalmente ocupan una capa de la atmósfera de 2 a 2,5 millas de espesor, con la base empezando a una milla por encima de la superficie. 

La actividad de la capa de aire del Sahara suele aumentar a mediados de junio, alcanza su punto máximo entre finales de junio y mediados de agosto, y comienza a disminuir rápidamente después de mediados de agosto. Durante el período de máxima actividad, los brotes individuales de la capa de aire sahariana emergen de la costa de África cada 3 a 5 días, llegan más al oeste (tan al oeste como Florida, América Central e incluso Texas) y cubren vastas zonas del Atlántico (a veces tan grandes como los 48 Estados Unidos más bajos).

¿Cómo influye la Capa de Aire del Sahara en el desarrollo de los huracanes?

Se ha demostrado que el calor, la sequedad y los fuertes vientos asociados a la capa de aire del Sahara suprimen la formación e intensificación de los ciclones tropicales (huracanes).

¿Cómo influye la Capa de Aire Sahariana en el tiempo y el clima?

 La Capa de Aire Sahariano tiene propiedades únicas de calor, aire seco y vientos fuertes que pueden tener importantes impactos moderados en la formación e intensificación de los ciclones tropicales. Hay tres características de estos brotes de polvo sahariano que pueden afectar a los ciclones tropicales, a las perturbaciones tropicales y a la climatología general de la atmósfera tropical del Atlántico:

Aire extremadamente seco: Primero, el aire seco y polvoriento de la Capa de Aire del Sahara tiene alrededor de un 50% menos de humedad que la típica atmósfera tropical. Este aire extremadamente seco puede debilitar un ciclón tropical o una perturbación tropical promoviendo corrientes descendentes alrededor de la tormenta.

Chorro del Este Africano: En segundo lugar, los fuertes vientos en la Capa de Aire del Sahara (25-55 millas por hora o 10-25 metros por segundo) pueden aumentar sustancialmente la cizalladura vertical del viento en y alrededor del entorno de la tormenta. Este "chorro de nivel medio" de vientos potenciados, que se encuentra típicamente a una altura de 6.500-14.500 pies (2000-4500 metros), puede causar la inclinación del vórtice ciclónico tropical con la altura y puede debilitar la máquina de calor interna de la tormenta.

Temperaturas cálidas: Tercero, el calor de la Capa de Aire Sahariano actúa para estabilizar la atmósfera, lo que puede suprimir la formación de nubes. Este efecto estabilizador se produce cuando el aire cálido y boyante de la Capa de Aire Sahariano se desplaza sobre el aire relativamente más frío y denso. El polvo mineral en suspensión de la Capa de Aire Sahariana también absorbe la luz solar, lo que ayuda a mantener su calor al cruzar el Océano Atlántico.

¿Cómo afecta la capa de aire del Sahara al clima y al cielo cuando llega a los EE.UU.?

La Capa de Aire del Sahara puede suprimir las nubes y las tormentas eléctricas cuando llega a la costa de los Estados Unidos. Algunas áreas experimentarán sus días más calurosos del verano cuando el aire seco y polvoriento de la SAL esté por encima y las tormentas eléctricas de la tarde estén siendo sofocadas. Debido a la forma especial en que el polvo sahariano dispersa la luz solar, los mejores momentos del día para detectarlo son generalmente unas horas después del amanecer y al final de la tarde. Durante el día, el cielo tendrá un aspecto blanco nebuloso y las puestas de sol tendrán un brillo anaranjado.

¿Cómo/por qué la capa de aire del Sahara causa bonitos atardeceres?

 La luz blanca del sol está compuesta por todos los colores del arco iris. Nuestros cielos son normalmente azules porque los gases que componen la atmósfera dispersan naturalmente tonos azules (longitudes de onda más cortas) en contraposición a los tonos amarillos-naranjas-rojos (longitudes de onda más largas). Los atardeceres y los amaneceres adquieren más matices amarillos y rojizos porque la luz del sol de ángulo bajo pasa a través de una mayor parte de la atmósfera antes de llegar a los ojos. Una fuerte carga de polvo en la atmósfera puede aumentar este efecto, lo que conduce a colores más duraderos y oscuros que causan atardeceres y amaneceres vívidos.

¿Cuáles son los impactos en la salud del polvo de la Capa de Aire Sahariano que viaja sobre partes de los EE.UU.?

Para más información sobre los posibles impactos en la salud, le remitimos a su agencia estatal que hace un seguimiento de la calidad del aire o al CDC en CDC.gov. En general, es Es importante que las personas con asma y otras enfermedades pulmonares crónicas tomen precauciones para mantener el control de sus condiciones subyacentes y reducir la exposición al polvo limitando el tiempo que pasan al aire libre durante las tormentas de polvo.

¿Es común que el polvo del Sahara cruce el Atlántico regularmente? ¿Hasta dónde puede llegar a los EE.UU.?

 La actividad de la capa de aire del Sahara suele aumentar a mediados de junio y alcanza su punto máximo desde finales de junio hasta mediados de agosto, con nuevos brotes cada tres o cinco días. Durante este período de máxima actividad, es común que los brotes individuales de SAL se extiendan más al oeste (tan al oeste como Florida, América Central e incluso Texas) y cubran amplias zonas del Atlántico (a veces tan grandes como los 48 Estados Unidos más bajos).

¿Es inusual el reciente evento de polvo sahariano (20 a 30 de junio) que llegó a los EE.UU.?

Este brote de la Capa Atmosférica Sahariana se vigiló de cerca mediante satélites y estaciones terrestres en el Caribe, y fue especialmente inusual porque era aproximadamente un 60-70% más polvoriento que el brote medio de la Capa Atmosférica Sahariana, lo que lo convertía en el evento más polvoriento desde que se empezaron a registrar hace 15-20 años.

Este reciente brote de la Capa de Aire del Sahara en junio es impresionante por su tamaño, por lo lejos que viajó y por la cantidad de aire seco y polvoriento que contenía. Fue aproximadamente del tamaño de los 48 estados inferiores de los EE.UU. durante su viaje de 5.000 millas a través del Océano Atlántico desde la costa oeste de África hasta el Golfo de México, eventualmente extendiendo los cielos de la costa del Golfo de los EE.UU. y del sudeste de los EE.UU. desde Texas hasta Carolina del Norte.

¿Cómo vigilan y estudian los pronosticadores y científicos la Capa de Aire del Sahara?

La Capa de Aire del Sahara tiene propiedades únicas de calor, aire seco y vientos fuertes que pueden actuar para suprimir la formación e intensificación de huracanes. Gracias a los recientes avances en la tecnología satelital, podemos monitorear y comprender mejor la Capa de Aire Sahariana, desde su formación sobre África, hasta sus interacciones con los ciclones tropicales, y sus impactos en el clima a lo largo de la costa del Golfo de los Estados Unidos y Florida. Los pronosticadores e investigadores de la NOAA utilizan rutinariamente los datos de los satélites para detectar estos aspectos de la Capa de Aire Sahariana y parte de esta información se ingiere en modelos para mejorar los pronósticos. También se colocan sensores terrestres a través del Atlántico Norte que monitorean continuamente los eventos SAL. Se utiliza una colaboración científica entre varios organismos denominada AErosol RObotic NETwork (AERONET) para vigilar el polvo y el aire seco de la capa de aire del Sáhara cuando pasa por encima. La Universidad de Miami tiene una estación científica ubicada en Barbados que ha estado recolectando partículas de polvo sahariano en filtros para su análisis detallado desde mediados de la década de 1960. La NOAA también lleva a cabo Investigación de la capa de aire del Sahara usando su Avión Cazador de Huracanes para estudiar la Capa de Aire del Sahara y comprender mejor cómo puede suprimir la formación e intensificación de los ciclones tropicales.

Lea las Preguntas y Respuestas sobre Ciencia en NESDIS para más información.

La ciencia en una esfera

Visualización de datos de la capa de aire del Sahara. Obtener la Ciencia en una aplicación de la Esfera para más.

Objetivos del proyecto

Evaluar los impactos de las observaciones

Continuar evaluando el impacto de las observaciones con sonda de GPS de la capa de aire del Sahara desde las aeronaves P-3 y G-IV de la NOAA en los modelos GFS y HWRF de la NOAA. Los objetivos específicos incluyen la evaluación del impacto de los datos de humedad y viento en los campos de humedad inicial/previsión de GFS y HWRF y sus previsiones de la trayectoria, intensidad y estructura de los ciclones tropicales.

Misiones adicionales

Llevar a cabo misiones adicionales del Experimento de la Capa Aérea del Sahara (SALEX) durante futuros programas de campo de huracanes HRD de la NOAA que utilicen el avión de gran altitud P-3 Orions y G-IV de la NOAA. Estas misiones de investigación incorporarán estrategias de muestreo adaptativo utilizando conjuntos de modelos y se diseñarán para abordar los principales objetivos descritos anteriormente.

Logros clave

  • Desarrolló nuevos productos satelitales para el monitoreo de SAL con los satélites de nueva generación de la NOAA

    Desarrolló varios productos de satélite nuevos para rastrear el SAL continuamente usando el satélite GOES-16 de nueva generación de la NOAA. Estos productos incluyen imágenes satelitales de ventana dividida infrarroja (IR), vapor de agua de nivel medio y imágenes satelitales multiespectrales en color pseudo natural, y están disponibles en tiempo real en el sitio web del UW-CIMSS sobre ciclones tropicales:

    http://tropic.ssec.wisc.edu/real-time/sal/

    Campo de pruebas del GOES-R en
    2018

  • Realizó misiones SALEX durante la temporada de huracanes del Atlántico de 2006, en las que se utilizaron los aviones Oriones P-3 y G-IV de la NOAA a gran altitud para investigar las interacciones entre el SAL y la tormenta tropical Debby y el huracán Helene. Estas misiones de la NOAA se coordinaron con la campaña de campo de la NASA sobre los análisis multidisciplinarios de los monzones africanos (NAMMA) con sede en las Islas de Cabo Verde. También se llevaron a cabo misiones SALEX P-3 y G-IV en 2015 para investigar las interacciones entre el SAL y la tormenta tropical Erika.

    25 de agosto de 2006 (avión G-IV): TS Debby
    26 de agosto de 2006 (avión G-IV): TS Debby
    15 de septiembre de 2006 (avión G-IV): TS Helene
    16 de septiembre de 2006 (avión G-IV): Huracán Helene
    18 sep 2006 (P-3 Orion & G-IV jet): Huracán Helene
    20 sep 2006 (P-3 Orion & G-IV jet): Huracán Helene
    25 de agosto de 2015 (P-3 Orion y G-IV jet): TS Erika
    26 ago 2015 (P-3 Orion): TS Erika

    Misiones de aeronaves SALEX
    2006, 2015

  • Desarrolló una base de datos de 1995-2002 de imágenes satelitales GOES, análisis de aerosoles y observaciones de rawinsonde del Caribe para crear un conjunto revisado de sondeos atmosféricos para el Atlántico Norte tropical. Estos nuevos sondeos, basados en parte en el conocimiento del SAL, representan un nuevo punto de referencia para describir el estado climatológico de la atmósfera tropical durante la temporada de huracanes:

    https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/2010JCLI3496.1

    Una revisión de la climatología de la atmósfera del Atlántico Tropical
    2011

  • Realizó las primeras misiones con aviones SALEX durante la temporada de huracanes del Atlántico de 2005, en las que se utilizó el avión de gran altitud NOAA G-IV para investigar las interacciones entre el SAL y la tormenta tropical Irene (07-08 Ago) y una onda oriental africana (27-28 Sep):

    07 de agosto de 2005 (avión G-IV)
    08 de agosto de 2005 (avión G-IV)
    27 de septiembre de 2005 (avión G-IV)
    28 de septiembre de 2005 (avión G-IV)

    Fue pionero en el Experimento de la Capa de Aire del Sahara (SALEX)
    2005

  • Presentó con éxito una propuesta al programa de la NOAA Joint Hurricane Testbed (JHT) para examinar los impactos de la asimilación de la información sobre la humedad de las balsas salvavidas del GPS lanzadas desde el reactor G-IV de la NOAA en ejecuciones operativas paralelas del modelo del Sistema de Previsión Global (GFS) de la NOAA y evaluar el impacto de estos datos en los campos de humedad inicial/previsión del GFS y sus previsiones de la trayectoria e intensidad de la TC. Los resultados de este proyecto de JHT 2005-2007 llevaron a la decisión de los Centros Nacionales de Predicción Ambiental de la NOAA de comenzar a asimilar rutinariamente los datos de humedad de las sondas de GPS en la versión operativa del modelo GFS a partir del 22 de agosto de 2006.

    Asimilación de Dropsonde
    2005

  • Desarrolló imágenes satelitales geoestacionarias automatizadas (GOES-EAST y Meteosat) para rastrear el SAL continuamente. Este producto utilizó imágenes infrarrojas de ventana dividida (IR) y se puso a disposición por primera vez en tiempo real en el sitio web del UW-CIMSS sobre ciclones tropicales en 2001:

    http://tropic.ssec.wisc.edu/real-time/sal/

    Desarrolló imágenes satelitales para monitorear el SAL
    2001

Publicación destacada

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

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....

Descargar el documento completo

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

    Dunion, J.P., 2011: Reescribiendo la Climatología de la Atmósfera del Atlántico Norte Tropical y del Mar Caribe. J. Clima. 24, 893-908.

    Dunion, J.P., y C.S. Marron, 2008: Una reexaminación del medio tropical jordano basada en la conciencia de la capa de aire del Sahara: Resultados de 2002. J. Clima. 21, 5242-5253.

    Dunion, J.P., y S.D. Aberson, 2007: Assimilating moisture information from Global Positioning System (GPS) dropwindsondes into the NOAA Global Forecast System, 61st Annual Interdepartmental Hurricane Conference, New Orleans, LA, Office of Fed. Coord. Para Meteor. Servicios e Investigación de Apoyo, NOAA.

    Dunion, J.P., J.D. Hawkins, y C.S. Velden, 2006: Hunting for Saharan Air con el jet G-IV de la NOAA. 27ª Conferencia del AMS sobre Huracanes y Meteorología Tropical, Monterey, CA, Sociedad Meteorológica Americana.

    Dunion, J.P., y S.D. Aberson, 2006: Assimilating moisture information from Global Positioning System (GPS) dropwindsondes into the NOAA Global Forecast System, 60th Annual Interdepartmental Hurricane Conference, Mobile, AL, Office of Fed. Coord. Para Meteor. Servicios e Investigación de Apoyo, NOAA.

    Dunion, J.P., y C.S. Velden, 2004: El impacto de la capa de aire del Sáhara en la actividad ciclónica tropical del Atlántico. Bull. Amer. Meteorito. Soc., 85 no. 3, 353-365.

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    Zipser, E.J., C.H. Twohy, S. Tsay, K. L. Thornhill, S. Tanelli, R. Ross, T.N. Krishnamurti, Q. Ji, G. Jenkins, S. Ismail, N. C. Hsu, R. Hood, G. M. Heymsfield, A. Heymsfield, J. Halverson, H. M. Goodman, R. Ferrare, J. P. Dunion, M. Douglas, R. Cifelli 1, G. Chen, E. V. Browell y B. Anderson, 2009: The Saharan Air Layer and the fate of African easterly waves-NASA's AMMA 2006 field study of tropical cyclogenesis. Bull. Amer. Meteorito. Soc., 90, 1137-1156.

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