Caracterización Observacional de la Capa Límite Marina en Antofagasta

Abstract

Antofagasta (23.4° S, 70.4° W) se encuentra ubicada en uno de los bordes de la zona de estratocúmulos (Sc) del sector Este del Anticiclón del Pacífico Sur. Esta cubierta de nubes tiene un gran efecto sobre el sistema climático, afectando el balance radiativo del planeta. Existen distintos estudios en esta zona que han caracterizado y buscado mecanismos que puedan explicar las variaciones en la Capa Límite (CL) de Antofagasta. Sin embargo, muchos de éstos estudian las variables por separado y en distintos periodos de tiempo. En este trabajo se intenta hacer un análisis más integral que relacione la variabilidad de superficie, la inversión de subsidencia y la nubosidad en la zona. Para que esta caracterización fuera lo más consistente posible, se generó una base de datos validada de radiosondeos para Antofagasta entre los años 1957 y 2008. Con esta base de datos, además de las observaciones de superficie realizadas por la Dirección Meteorológica de Chile en el aeropuerto de Cerro Moreno, se definieron parámetros que describen la CL en la zona. Se comenzó con la identificación de la inversión de subsidencia, principalmente de la base de ésta (Zb), que se consideró como el tope de la CL. Esta altura se concentra entre los 700 y 1200 metros sobre el nivel de mar (msnm). El ciclo diario de Zb es más marcado en la estación de primavera, en la cual presenta una menor altura en la tarde (00Z) en comparación a la mañana (12Z), posiblemente, debido en parte al aumento en la tarde de la divergencia del flujo zonal sobre la inversión, lo que aumentaría la subsidencia y se sumaría al descenso de gran escala. El ciclo anual de Zb mostró que las menores alturas se encuentran en invierno y primavera con promedios alrededor de 850 msnm, mientras que las mayores alturas medias se concentran en verano, con medias alrededor de 1100 msnm. La nubosidad, caracterizada a partir del techo nuboso, tiene una ocurrencia más frecuente en la primavera y durante las noches. Las variables termodinámicas promediadas en la CL muestran un pronunciado ciclo estacional caracterizado por menor temperatura potencial, mayor humedad relativa (HR) y menor razón de mezcla (q) en el periodo invierno-primavera. Luego de la caracterización general de algunos parámetros de la CL, se identificaron las diferencias entre tener noches con y sin nubes. Para las variables de superficie las principales diferencias fueron: un descenso mayor de la temperatura y por consiguiente una mayor HR en el caso de noches sin nubes, debido principalmente a un mayor enfriamiento radiativo. Como consecuencia de lo anterior, el nivel de condensación por ascenso resulta más bajo en el caso de las noches despejadas. La altura de la base de la inversión no muestra una diferencia importante bajo las dos condiciones de nubosidad nocturna en verano; no así en primavera, donde esta altura es menor en el caso de noches despejadas. Sólo en primavera la razón de mezcla con noches nubladas es prácticamente constante con la altura dentro de la CL lo que indicaría una buena mezcla. La componente zonal del viento no presenta diferencias importantes bajo los 1500 m para ambas estaciones ni condiciones nubosas. En cambio, la componente meridional del viento bajo los 1000 m presenta en primavera viento del sur más intenso en el caso despejado. En verano no se observaron cambios entre ambas condiciones nubosas. Los resultados más destacados del análisis de las series temporales son una tendencia al descenso de la base y del tope de la inversión, así como de la altura del techo nuboso, de16, 22 y 84 m/década, respectivamente. Estos resultados sugieren que el espesor de los estratocúmulos puede haber aumentado en los últimos años. Las inversiones superficiales han ido aumentando su frecuencia a lo largo del tiempo, lo que podría tener una relación con una disminución de la cobertura nubosa.