Evaluaciones del efecto del polvo mineral en las olas de calor de primavera en el Sahel
Autores: Niane, Papa Massar; Martiny, Nadège; Roucou, Pascal; Marilleau, Nicolas; Janicot, Serge; Gaye, Amadou Thierno
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Olas de calor
Sahel
Aerosoles
Polvoriento
Temperatura
Intensidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Los mecanismos físicos asociados con las olas de calor (HWs) son bien conocidos en las latitudes medias, pero aún están poco documentados en el Sahel. Específicamente, el papel de los cambios antropogénicos y naturales en los aerosoles troposféricos en relación con las HWs sigue siendo un tema por abordar. Nuestro estudio se centra en la caracterización de las HWs polvorientas en el Sahel, que generalmente ocurren de marzo a junio. El objetivo es reforzar o invalidar la suposición propuesta en estudios previos realizados recientemente en el sur de Europa y según la cual el polvo mineral puede cambiar localmente la irradiancia en la superficie, intensificando así las temperaturas atmosféricas a 2 m y la HW. El trabajo se lleva a cabo en tres etapas: (i) detectar y describir la HW durante el período 2003-2014 basado en las temperaturas diarias máximas a 2 m (T) de los reanálisis de ERA-Interim; (ii) caracterizar las propiedades ópticas del polvo durante la HW utilizando los productos de aerosoles Deep Blue de MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer): la Profundidad Óptica de Aerosoles a 550 nm (AOD), el Exponente de Angström (AE) y el Albedo de Dispersión Simple a 412 nm (SSA) como un proxy de cantidad sobre la columna atmosférica, tamaño y absorción de aerosoles, respectivamente; (iii) relacionar la intensidad de la HW con las condiciones de aerosoles durante la HW. Durante el período de estudio de 12 años, se detectaron 14 HWs cuando T supera el percentil 90 (P90). Las HWs son polvorientas con AOD que varía entre 0.46 y 1.17 y todos los tipos de polvo son absorbentes con un valor de SSA de 0.93 (redondeado a centésimas). La clasificación de HW según las condiciones de aerosoles dio tres HWs: el Tipo 1 corresponde a Situación de Polvo Puro (PDS con AE = 0.1), el Tipo 2 y el Tipo 3 están asociados con Situación Mixta (MS) con predominancia de Partículas Gruesas (CP con AE = 0.35) y Partículas Finas (FP con AE = 0.65), respectivamente. El principal resultado obtenido es que la intensidad de la HW polvorienta, calculada como la diferencia entre T diaria y su P90 (T-P90), es mayor para la HW Tipo 1 (+1.1 grados C) en el caso de la situación de aerosol más absorbente (SSA = 0.931). Se observa una diferencia no significativa entre el Tipo 2 y el Tipo 3, especialmente para la temperatura (+0.5 grados C y +0.4 grados C, respectivamente) y SSA (0.938 y 0.935, respectivamente) y, durante estas situaciones de mezcla, las HWs son menos intensas que las durante el PDS. Finalmente, el análisis de dos enormes HWs Tipo 1 en 2007 y 2010 muestra que las concentraciones de masa de polvo en la superficie fueron particularmente altas, hasta 214 g/m en promedio. Estos hallazgos nos permiten evaluar que las situaciones de polvo puro altamente absorbente y concentrado observadas en primavera en el Sahel pueden tener un efecto de calentamiento potencial en la superficie.
Descripción
Los mecanismos físicos asociados con las olas de calor (HWs) son bien conocidos en las latitudes medias, pero aún están poco documentados en el Sahel. Específicamente, el papel de los cambios antropogénicos y naturales en los aerosoles troposféricos en relación con las HWs sigue siendo un tema por abordar. Nuestro estudio se centra en la caracterización de las HWs polvorientas en el Sahel, que generalmente ocurren de marzo a junio. El objetivo es reforzar o invalidar la suposición propuesta en estudios previos realizados recientemente en el sur de Europa y según la cual el polvo mineral puede cambiar localmente la irradiancia en la superficie, intensificando así las temperaturas atmosféricas a 2 m y la HW. El trabajo se lleva a cabo en tres etapas: (i) detectar y describir la HW durante el período 2003-2014 basado en las temperaturas diarias máximas a 2 m (T) de los reanálisis de ERA-Interim; (ii) caracterizar las propiedades ópticas del polvo durante la HW utilizando los productos de aerosoles Deep Blue de MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer): la Profundidad Óptica de Aerosoles a 550 nm (AOD), el Exponente de Angström (AE) y el Albedo de Dispersión Simple a 412 nm (SSA) como un proxy de cantidad sobre la columna atmosférica, tamaño y absorción de aerosoles, respectivamente; (iii) relacionar la intensidad de la HW con las condiciones de aerosoles durante la HW. Durante el período de estudio de 12 años, se detectaron 14 HWs cuando T supera el percentil 90 (P90). Las HWs son polvorientas con AOD que varía entre 0.46 y 1.17 y todos los tipos de polvo son absorbentes con un valor de SSA de 0.93 (redondeado a centésimas). La clasificación de HW según las condiciones de aerosoles dio tres HWs: el Tipo 1 corresponde a Situación de Polvo Puro (PDS con AE = 0.1), el Tipo 2 y el Tipo 3 están asociados con Situación Mixta (MS) con predominancia de Partículas Gruesas (CP con AE = 0.35) y Partículas Finas (FP con AE = 0.65), respectivamente. El principal resultado obtenido es que la intensidad de la HW polvorienta, calculada como la diferencia entre T diaria y su P90 (T-P90), es mayor para la HW Tipo 1 (+1.1 grados C) en el caso de la situación de aerosol más absorbente (SSA = 0.931). Se observa una diferencia no significativa entre el Tipo 2 y el Tipo 3, especialmente para la temperatura (+0.5 grados C y +0.4 grados C, respectivamente) y SSA (0.938 y 0.935, respectivamente) y, durante estas situaciones de mezcla, las HWs son menos intensas que las durante el PDS. Finalmente, el análisis de dos enormes HWs Tipo 1 en 2007 y 2010 muestra que las concentraciones de masa de polvo en la superficie fueron particularmente altas, hasta 214 g/m en promedio. Estos hallazgos nos permiten evaluar que las situaciones de polvo puro altamente absorbente y concentrado observadas en primavera en el Sahel pueden tener un efecto de calentamiento potencial en la superficie.