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Estudio de los procesos de mezcla en la capa planetaria del Golfo de California asociados a la fase inicial del Monzón de América del Norte
Study of the mixing processes in the planetary boundary layer of the Gulf of California associated with the initial phase of the North American Monsoon
MARIAM FONSECA HERNANDEZ
CUAUHTEMOC TURRENT THOMPSON
Acceso Abierto
Atribución
Monzón de América del Norte, turbulencia, capa límite, Golfo de California, WRF
North American Monsoon, turbulence, boundary layer, Gulf of California, WRF
Este trabajo de investigación se desarrolló con el objetivo de analizar los mecanismos de mezcla responsables de las variaciones temporales y espaciales de la capa límite del Golfo de California (GC) en el contexto del inicio del Monzón de América del Norte (MAN). Se utilizaron datos de radiosondeos y globos piloto del Experimento del Monzón de América del Norte (NAME) realizado en 2004, así como productos satelitales, conjuntos de datos de reanálisis y salidas numéricas del modelo WRF para el periodo comprendido entre 1982 y hasta 2018. Se encontró que el ciclo diurno regional está fuertemente afectado por la convergencia y divergencia en niveles bajos, los que a su vez se asocian al sistema de brisas terrestres y marinas locales y a la presencia de una inversión térmica sobre el golfo. Los monzones que comienzan más temprano tienen menor humedad disponible para la precipitación que los que comienzan más tarde en el año calendario. Por lo tanto, los monzones de inicio temprano tienen menor lluvia media diaria durante su primer mes, lo que contrasta con estudios anteriores. La altura de la capa límite del GC, en el momento del inicio del monzón, se encuentra controlada por la temperatura de la superficie del golfo y tiene un impacto significativo en la precipitación sobre Sonora, Sinaloa y el sur de Arizona. Después de la erosión de la inversión térmica sobre el GC, que coincide con el inicio del MAN, tanto la flotabilidad como la cizalladura del viento contribuyen como fuentes de turbulencia para la mezcla de la capa límite del golfo. Estos resultados sugieren que un modelo numérico que sea utilizado para pronosticar o analizar la precipitación del MAN debe tener suficiente resolución espacial para reproducir adecuadamente los efectos que tienen las características del GC en su complejo sistema de circulación diurna.
This investigation uses rawinsondes and pilot balloon data from the 2004 North American Monsoon Experiment (NAME), as well as satellite-based products, reanalysis datasets, and numerical simulations with the WRF model that span 1982–2018, to analyze the mixing mechanisms responsible for the temporal and spatial variations of the Gulf of California (GoC) boundary layer during the North American Monsoon (NAM) onset in the core monsoon region. We show that the regional diurnal cycle is strongly affected by low-level convergence and divergence associated with local land-sea breezes and by the presence of a thermal inversion over the gulf. Earlier starting monsoons have less moisture available for precipitation than those starting later in the calendar year. Therefore, early onset monsoons have less average daily rainfall during their first month, which is a result that is in contrast with previous studies. The GoC boundary layer height at the time of monsoon onset, found to be controlled by the gulf’s surface temperature, has a significant impact on the precipitation over Sonora, Sinaloa, and southern Arizona. After the erosion of the thermal inversion over the GoC that coincides with the NAM onset, buoyancy and wind shear are the largest sources of turbulence for the mixing of the boundary layer. Our results suggest that a numerical model used to forecast or analyze NAM precipitation must have enough spatial resolution to adequately reproduce the effects that the GoC’s features have on its complex diurnal circulation systems.
CICESE
2023
Tesis de doctorado
Español
Fonseca Hernández, M. 2023. Estudio de los procesos de mezcla en la capa planetaria del Golfo de California asociados a la fase inicial del Monzón de América del Norte. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 78 pp.
OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04)
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