Caracterización de la radiación solar y brisa marina durante la disipación de estratocúmulos costeros en San Diego y Antofagasta

Abstract

Las nubes estratocúmulo juegan un rol crítico en el balance de energía de la Tierra y tienen una gran influencia en la dinámica de la capa límite. Tener un mejor entendimiento del proceso de disipación de estas nubes en zonas costeras favorece la mejora de las predicciones meteorológicas, las cuales también pueden contribuir a la planificación y capacidad local de generación de energía solar. El objetivo de este trabajo fue caracterizar algunos procesos durante el intervalo de disipación de estratocúmulos costeros, en particular: estadísticas de la radiación solar y la brisa marina utilizando observaciones en dos localidades: San Diego en Estados Unidos y Antofagasta en Chile, donde es usual la presencia de estas nubes. Para esto se construyó un set de datos con índices, datos cuantitativos capaces de describir el comportamiento de diferentes variables atmosféricas dependientes de tiempo, utilizando datos de diversas fuentes: radiosondas, nefobasímetro, mediciones atmosféricas y solares superficiales, que fueron examinados utilizando “Python” y “MATLAB”, con el fin de establecer los tiempos de quiebre y disipación de las nubes, caracterizar el comportamiento de la brisa marina y estudiar diferentes variables durante el periodo de fragmentación. Para que esta caracterización fuera lo más consistente posible y permitiera la comparación entre localidades se utilizó el amanecer como referencia para el calculo de los tiempos. Junto con esto, se realizó un análisis de sensibilidad para los algoritmos de detección de los tiempos de inicio del proceso de fragmentación, disipación e inicio de la brisa marina y se calculó la Correlación de Spearman entre los índices. Los índices desarrollados permitieron la caracterización cuantitativa del proceso mediante algoritmos que detectan los tiempos de inicio de la fragmentación, de disipación y del inicio de la brisa marina. Tras analizar 149 días en San Diego y 523 en Antofagasta, se determinó que el inicio promedio de la ruptura ocurre 78 minutos después del amanecer en San Diego y 72 minutos en Antofagasta, lo que resulta prácticamente idéntico en ambas localidades. Además, se observó que el proceso de fragmentación tiene una duración promedio mayor en Antofagasta, con 186 minutos, en comparación con San Diego, donde dura 158 minutos, lo que sugiere una estrecha relación con el momento de disipación. Sin embargo, el análisis de la correlación entre los índices no reveló una asociación significativa entre el comportamiento de la radiación y el viento en el proceso de ruptura.