Título
Estudio numérico del contraste térmico océano-continente asociado al inicio del Monzón de América del Norte
Numerical study of the land-sea thermal contrast associated to the North American Monsoon onset
Autor
Cuauhtémoc Turrent Thompson
Colaborador
María Tereza Cavazos Pérez (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
El contraste térmico océano-continente (CTOC) asociado al Monzón de América delNorte es abordado como el elemento central de una hipótesis para explicar la variabilidadinteranual de la fase inicial del monzón. Se propone como un nuevo índice de la intensidadinicial del monzón el promedio de la convergencia del flujo de humedad verticalmenteintegrado dentro de la zona núcleo del monzón durante la primera quincena de junio,calculada a partir de los campos diarios del Reanálisis Regional de América del Norte (NARR,por sus siglas en inglés) del periodo 1979–2006. Las correlaciones entre ese índice deintensidad y otros campos relevantes del NARR se utilizan para proponer un índice del CTOCasociado al monzón, así como para proponer una hipótesis del mecanismo dinámico querelaciona al CTOC con la intensidad del monzón. Esta hipótesis considera al gradiente depresión superficial a lo largo del Golfo de California que se forma durante la temporadamonzónica por la presencia de la baja térmica del desierto de Sonora y que es responsable deactivar la corriente de chorro de niveles bajos sobre el golfo que transporta hacia la zonanúcleo la mayor parte de la humedad asociada al monzón. Se presenta evidencia que sugiereque la hipótesis del CTOC local es independiente del mecanismo remoto deducido en estudiosprevios para explicar el efecto modulador de la temperatura superficial del Océano Pacíficosobre la variabilidad interanual del monzón.En la segunda parte de esta tesis se utiliza el modelo atmosférico regional MM5 paraprobar la hipótesis del CTOC mediante un análisis de sensibilidad de los procesos relevantes acambios en la temperatura superficial del mar (TSM) del Golfo de California y el OcéanoPacífico adyacente. Se aplicaron forzamientos idealizados y graduales a la TSM regional dehasta +/-3°C y +/-1.5°C y se encuentra que la respuesta mecánica de la tropósfera concuerdacon la hipótesis propuesta, pues la TSM regional tiene un efecto modulador sobre el gradientede presión superficial a lo largo del Golfo de California. Los resultados numéricos muestrantambién que las anomalías negativas (positivas) de la TSM favorecen el aumento (ladisminución) de la intensidad de la circulación media de niveles bajos (> 850 mb), dirigidahacia la zona núcleo del monzón sobre el golfo y las planicies costeras adyacentes. Sinembargo, las respuestas termodinámicas de la tropósfera también son importantes, de talforma que modifican los resultados esperados bajo la hipótesis propuesta. El forzamientoidealizado de la TSM produce procesos de evaporación y condensación que alteran lacantidad total de vapor de agua presente en el dominio de integración y la estabilidad estáticade la capa planetaria. Bajo las condiciones de forzamiento, observamos cambios muypequeños en la precipitación continental con respecto a los patrones de las simulaciones de control sin forzamiento, lo que sugiere que la respuesta termodinámica de la tropósferacancela el efecto de la respuesta mecánica sobre el continente. Por otro lado, la precipitaciónaumentó (disminuyó) sobre el centro océanico de acción del CTOC en respuesta alcalentamiento (enfriamiento) diabático.
The land-sea thermal contrast (LSTC) associated to the North American Monsoon isanalyzed as the central element of a hypothesis for the interannual variability of monsoononset. The mean convergence of the vertically integrated moisture flux vector in the coremonsoon region during June 16‒30, calculated from North American Regional Reanalysis(NARR) daily fields for the period 1979–2006, is proposed as a new index for the initialintensity of the monsoon. Correlations between that intensity index and other relevant NARRfields are used to propose an index of the LSTC associated to the monsoon, and a hypothesisfor the dynamic mechanism that relates the LSTC to the initial intensity of the monsoon. Thishypothesis involves the surface pressure gradient along the Gulf of California that occursduring the monsoon season due to the presence of the thermal low region over the SonoraDesert, and that drives the low level jet over the gulf that transports into the core region mostof the moisture associated to the monsoon. Evidence is presented that suggests that the localLSTC hypothesis is independent of the remote mechanism inferred in previous studies toexplain the modulating effect that the Pacific Ocean sea surface temperature has over theinterannual variability of the monsoon.In the second part of this thesis, the MM5 regional atmospheric model is used to test theLSTC hypothesis by way of a sensitivity analisis of the relevant processes to changes in thesea surface temperatures (SST) of the Gulf of California and the adyacent Pacific Ocean. Weapply idealized and gradual forcings to the regional SST of up to +/-3°C and +/-1.5°C, andfind that the mechanical response of the troposphere agrees with the proposed hypothesis, asthe regional SST has a modulating effect over the surface pressure gradient along the Gulf ofCalifornia. The numerical results also show that negative (positive) SST anomalies favor anincrease (decrease) of the intensity of the time-mean low level circulation (> 850 mb) flowinginto the monsoon core region over the gulf and adjacent coastal plains. However, thethermodynamic responses of the troposphere are also important, and modify the resultsexpected under the proposed hypothesis. The idealized SST forcing triggers evaporation andcondensation processes that alter the total amount of water vapor present in the numericaldomain, as well as the static stability of the planetary boundary layer. Under the SST-forcedconditions, we observe very small changes in the continental precipitation, with respect to thedistribution obtained in the control runs without forcing, which suggests that thethermodynamic response of the troposphere canceled the effect of the mechanical responseover the continent. In contrast, precipitation increased (decreased) over the oceanic region ofthe LSTC in response to the diabatic heating (cooling).
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2009
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Turrent Thompson, C.2009.Estudio numérico del contraste térmico océano-continente asociado al inicio del Monzón de América del Norte. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 100 pp.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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