Improving circulation weather type classifications using a 3D framework : relationship with climate variability and projections for future climates

Abstract

La siguiente tesis presenta dos bloques principales de estudio: (1) por un lado se han analizado detalladamente las aplicaciones de los patrones de circulación o weather types obtenidos a partir de datos de presión en superficie. (2) Por otro se ha realizado un ensayo metodológico donde se presenta una nueva clasificación de patrones de circulación basada en trayectorias Lagrangianas. Los objetivos de este trabajo fueron divididos en tres partes: en la primera parte, se estudian las relaciones entre las variables climáticas de superficie y los patrones de circulación; en la segunda parte, se analizan las relaciones entre dichos patrones de circulación y la variabilidad del clima; en la tercera parte y última parte, se introduce un nuevo tipo de clasificación de patrones de circulación basado en trayectorias Lagrangianas. El trabajo fue desarrollado para el noroeste de la Península Ibérica pero todos los procedimientos y metodologías se pueden aplicar fácilmente a otras regiones del mundo. Una clasificación de patrones de circulación es en general un método algorítmico que distingue entre situaciones meteorológicas describiéndolas a través de parámetros de circulación (por ejemplo, zonalidad, carácter ciclónico, posición de sistemas de altas y bajas presiones etc.) o por elementos de tiempo local como temperatura o precipitación. Los parámetros de circulación son usados frecuentemente ya que tales parámetros pueden ser usados muy fácilmente para relacionar ciertas características de la circulación atmosférica con el tiempo local a través de métodos estadísticos. El estudio de la circulación local atmosférica por medio de patrones de circulación puede dar información valiosa para evaluar los escenarios futuros del cambio climático. Por otra parte, son fáciles de calcular, por lo que son ventajosos frente a otros métodos (ej. métodos downscaling). La nueva clasificación de patrones de circulación basado en trayectorias y que fue desarrollada en esta tesis puede describir la complejidad tridimensional de la circulación atmosférica. Por otra parte, proporciona una información física integrada del desarrollo de los sistemas (perspectiva Lagrangiana), que va más allá de la descripción tradicional de la situación sinóptica instantánea (perspectiva Euleriana). Además, la nueva clasificación captura aspectos de la estructura tridimensional de la atmósfera permitiendo establecer claramente situaciones sinópticas, como las DANAS, que pueden no tener una signatura clara en niveles atmosféricos más bajos y que por lo tanto no son detectados por la clasificación basada solamente en el campo de presión a nivel del mar. Esta nueva clasificación, aquí desarrollada para el noroeste de la Península Ibérica, es fácilmente aplicable a otras regiones del globo.