Caracterización de la lluvia y eventos de precipitación durante 2003-2010 definidos por la misión para la medición de lluvias tropicales (TRMM) sobre Colombia y la Cuenca amazónica

Abstract

Resumen: Se cuantifica y caracteriza la precipitación en Centro y Sur América en varias escala temporales empleando información del producto 3B42 del satélite TRMM (Misión para la Medición de la Lluvia Tropical) durante el período 1998-2011. En el campo de precipitación promedia anual, se evidenció un comportamiento coherente con mapas anteriores. A escala de tiempo intra-anual la migración de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) aparece como uno de los mecanismos que más controlan el comportamiento de las precipitaciones en la región de estudio, definiendo a su paso temporadas secas y lluviosas en el territorio. Las características del ciclo diurno descritos por los datos 3B42 del TRMM están de acuerdo con estudios anteriores, lo que demuestra la universalidad de las características del ciclo diurno sobre tierra y sobre mar. La fase del ciclo diurno en el continente se caracteriza por un pico en las horas de la tarde en contraste con los océanos en donde el pico máximo se encuentra en las horas de la madrugada. Se estudian los eventos de precipitación dentro de los cuales están los Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) que se definen como un sistema de nubes en conexión con un ensamble de tormentas que generan áreas de precipitación del orden de la mesoescala (∼100 km), conformados por numerosas celdas con convección profunda, los cuales se desarrollan con mayor frecuencia en ciertas regiones del mundo, destacándose el lado este de la costa Pacífica Colombiana por ser uno de los lugares con mayor frecuencia de este tipo de eventos. A partir de la metodología propuesta por Nesbitt et al. (2000) se identifican y clasifican los eventos de precipitación denominados como sin dispersión de hielo, con dispersión de hielo y eventos con SCM, con base en la información de dos de los instrumentos a bordo del satélite TRMM (PR y TMI), para el período de estudio 2003-2010, concentrando los resultados en siete zonas distribuidas de la siguiente forma: cuatro regiones en la cuenca Amazónica (Centro de la Amazonia, Este de la Amazonia, Sur de la Amazonia y Oeste de la Amazonia) dos regiones oceánicas (Océano Pacífico y Mar Caribe) y Colombia. Esta clasificación permitió extraer diferentes rasgos asociados a los eventos de precipitación (Área km2, intensidad promedio (mm/h), entre otros) lo que hizo posible la comparación y diferenciación de los eventos de precipitación en las regiones de estudio. Se estudian los ciclos anuales y diurnos de las principales características de los eventos de precipitación. Dentro de los resultados obtenidos se encontró que lo SCM llegan a representar menos del 1 % de los eventos de precipitación clasificados, pero estos aportan m ́as del 45 % de la precipitación en las regiones donde son observados. Se caracterizan los ambientes dinámicos y termodinámicos que rodean a los SCM durante su formación, desarrollo y disipación, empleando la información del Reanálisis NCEP/NCAR, mediante el cálculo de índices de estabilidad como CAPE, CIN, LI e índice cinemáticos como la vorticidad vertical relativa y la cortante vertical de viento. Se estudia la estructura vertical de la lluvia para el período 2003-2010 empleando la información del 2A25 del TRMM. Encontrándose para todas las regiones de estudio una banda brillante para la estructura vertical de la lluvia con intensidades en la superficie 8 mm/h.

Abstract: We quantify and characterize intensity rates in Central and South America at a wide range of timescales, using information from the 3B42 algorithm on board of the satellite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) during the 1998-2011 period. The average annual pre- cipitation map is highly consistent with previous maps. At the intra-annual timescale the migration of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) appears as one of the mechanisms that control the behavior of the precipitation in the study region. The characteristics of the diurnal cycle described by the TRMM 3B42 data agree with previous observational studies, demonstrating the universality of the characteristics of the diurn al cycle for land versus ocean. The phase of the diurnal cycle in the continent is characterized by a peak in the afternoon in contrast with the oceans where the peak is in the early morning hours. We study the precipitation events within which are the mesoscale con vective systems (MCS) this systems are define as a cloud system that occurs in connection with an ensemble of thunderstorms and produces a contiguous precipitation area Sim 100 km, made up of numerous cells with deep convection, which are developed more frequently in certain regions of the world, highlighting the east side of the Pacific Coast as one of the places with the highest frequency of such events. Based on the methodology proposed by Nesbitt et al. 2000, we identify and classify the precipitation events known as precipitation feature without ice scattering, precipitation feature with ice scattering and precipitation feature with and MCS, based on information from two instruments on board of the satellite TRMM (PR and TMI) during the 2003-2010 period, focusing the results on seven areas distributed as follows: four regions in the Amazon Basin (Central Amazonia, Eastern Amazonia, Southern Amazonia and Western Amazonia) two oceanic regions (Pacific Ocean and Caribbean Sea) and Colombia. Such classification made it possible to extract salient features associated with rainfall events (Area km2, average intensity (mm/h), among others) that made possible the comparison and differentiation of precipitation events in the study regions. We study the annual and diurnal cycles of the main characteristics of precipitation events. Among the results, we found that SCM represent less than 1 % of the total number of precipitation events clasiffied, but these systems account for over 45 % of the precipitation in the regions where they are observed. We diagnosed the dynamic and thermodynamic environments surrounding the SCM for the onset, development and demise, using information from the Reanalysis NCEP/NCAR, by calculating stability indices as CAPE, CIN, LI and kinematic index such as relative vertical vorticity and vertical wind shear. We study the vertical structure of rainfall during the 2003-2010 period, using the TRMM 2A25 information. We found for all the study regions a formation of a bright band in the vertical structure of rainfall characterize with intensities on the surface 8 mm/h.