Efecto radiativo de la erupción del Monte Pinatubo sc¡bre cuba

Efecto radiativo de la erupción del Monte Pinatubo sc¡bre cuba

Efecto radiativo de la erupción
del Monte Pinatubo sc¡brecuba
rene@emw'i;t"net'ctt
E.Arredonds,
René
centroMetearológico
AntuñaMarrero,
y Juancarlos
70!00,cub
134,Camagüey
Postal
Gaveta
de carnagüew
Resumen
provocanuna importantey duraderaperturbación
Los aerosolesestratosféricosde origen volcánico
induce una respuesta
que consecuentemente,
en el balanceradiativodel sistema-tierra-atmósfera,
las perturbaciocuba,
en
vez
primera
por
muestian,
se
del sistemaclimático.En el presentetrabajo
y la razón de
radiativos
en los flujos
nes provocadaspor la erupción del vorcán Monte Pinatubo
de aerosoles
nube
la
de
para
medicjones
ello se han empleado
calentamientosobre camagüey.
por el
desarrollado
radiativo
y
código
un
camaiüey
en ra EstaciónLidarde
rearizadas
estratosféricos
a
(GFDL,por sus sigrasen inglés),adaptado nuesLaboratorioGeofísicode Dinámicade rosfruidos
tras condiciones'
----:- ¿^-^^-^r rnr f¡rzamia'rrnr¡¡liatir¡nnara
para clifer(
diferentesbandasespr:ctralespor la
La distribuciónespaciotemporal delforzamientoradiativo,
pinatubo,evidenciael calentamientode la estratósfera'así
presenciade la nlo, de aerosolesder
se muestra la respuestade la estratósfera
como el enfriamiento de la troposfera sobre camagüey.
regiónde la atmósfera,medianteel comestt
án
ante la presenciade aerosolesde origen volcánico
de rnáximay mínimaconcentración
en
condicionLs
carentamiento
portamientodiurno de la razónde
El forzamiento radiativo por
de aerosoles,enero de 1gg2 y diciembre de 1993 respectivamente'
la razónde calentamiento
de
perturbación
de
aerosolessupera los -g w m-2y los varoresmáximos
llegana 0,1 lld.
Palabrasclaves: Aerosolesestratosféricos,Monte Pinatubo,
forzamientoradiativopor aerosoles,lidar'
lntroducción
Las erupcionesvolcánicasexplosivaslo suficient e m e n t e i n t e n s a sc o m o p a r a p e n e t r a r e n l a
estratósferay producir efectos climáticos,no son
m u y f r e c u e n t e s .A p e s a r d e e s t o , l o s e f e c t o s
climáticosque suelenproducirson importantese
influyendirectamentesobre las tendenciasdecrecientesde la temperaturaen superficie,como las
provocadaspor El Chichón (Antuña et al', 1994)'
Éstudiossobre el comportamientode la nube de
aerosolesgeneradapor este volcán, empleando
informaciónde satélitefueron realizadosen cuba
(Moienay García,1984).Entre las erupcionesde
carácterexplosivasmás importantesen el pasado
oN,
siglo se encuentrala del Monte Pinatubo(15
1 2 0" S ) ,o c u r r i d ae l 1 5 d e j u n i o d e 1 9 9 1e n l a l s l a
Luzón,Filipinas(McCormickandVeiga, 1992;Sato
et al., 1993).,
Estaerupciónes catatogadacomo la segunda
mayor erupción de la centuria (Self et al', 1996),
llevando a la estratosferaalrededor de 20 Mt de
SO,(Bluthet al., 1992).Luegode los procesosquímiCosy microfísicosque tuvieron lugar en esta
90
región de la atmósfera,la masa de aerosoles
suttantese estima en 30 Mt. Se requierenalre
dordetresmesesparaqueocurranestos
y se alcancela !'nayorconcentraciónde aerosol
de sulfatoy el máximo espesor óptico (Stowe
a \ . , 1 9 9 2 ;M c C o r m i c ke t a l . , 1 9 9 5 ) .
Los aerosolesestratosféricosde origen
nico tienen radios efectivosde aproximadame
0,5 ¡lm, dimensionesmuy próximas a la long
de ondadel pico de emisiónsolaren la región
ble delespectro.Un aspectomuy importantees
ef afbedo de simple dispersiín (single scatt
albedol para estos aerosoleses 1 en la región
ble del espectro.Las propiedadesópticasde e
aerosolesdan lugar a que se produzcadispe
puraen la regiónvisibledel espectro,una slgnl
tiva absorciónen el infrarrojo cercanoy a
en !a región del infrarrojode onda larga (emi
térmicaterrestre)(Antuña,2003).
El empleode modelosy códigosde tran
cia radiativapara calculary simularel forzami
radiativodirecto que provocan los aei'o
es una prácticamuy común en
estratosféricos,
actualidad.Losaerosolesatmosféricosen g
/Vot. t6 No. | 2010
IUBANA DEMETEOROLIGíA
REVTSTA
de 1992hastadiciembrede 1993.Debidofundamentalmentea !a presenciade nubes cirros,las
de lasmedicionesde
cualesimpidenla reallzacién
aerosolesal absorbergran partedel hazdel láser,
en los
n0 se efectuaronrnedici*r¡escJeaerosoles
'!992y septiemmesesde agastoy septleir:brede
'lgg3.
bre de
Con el obietivo de obtener per{ilesde espesor
óptico por aerosoles{EOA),se convirtieronlos
perfilesde retrodispersiónpor aerosolesmedidos
con el lidar de Camagüeya perfilesde extinción'
de conParaello se han empleadolos coeficientes
versión de retrodispersióna extinción,obtenidos
p o r J á e g e r y D e s h l e r p a r a l a t i t u d e sm e o i a s
de
iErtuvuny Antuña,2006).Como consecuencia
y la estructuraverticalde las capasde la atmósfera
intensas¿
volcánicas
de erupciones
ocurrencia
de transferenciaradiativaempleado,fue
han determinadoel efecto de estaserupclones del código
los valores de EOA entre las
distribuir
necesario
bre fa temperaturaen superficie(Antuñaet al',
correspondientesa los nivelesde presión
1994;Antuñaet a\.,1996a Y bl. Tambiénhan sido capas
todo momento la
morfológicasde los dei código, garantizándoseen
reportadaslas características
"onte*áción delvalor de EOAen la columna'Los
aerosolestroposféricosgeneradospor la erupción
valoresen la columna del EOA calculadopara el
de El chichón sobre cuba a pa!'tirde observacioperíodo 1992-1993se muestranen la figura 1'
nes de satélites(Moienay García,1984)'Sin emEl máximo valor de EOA HD3,1,se alcanzíen
bargo, el presenteestudio permitirá comprender
que el rnínimose obtuvo
de una mejor manera,los procesosque provocan enero de 1992,mientras
en noviembrede 1993con un valor de 7,3x10-3'
talesafectacionesen la temperatura.
Los valoresde EOA obtenldoscoincidencon los
reportadospor otros autoresen estudiosa escala
Materialesy métodos
global de ios efectos del Pinatubosobre la radiaef
($tenchikovet al', 1998y Ramachandram
Los datos empleadosfueron obtenidosa partirde ó¡ón,
y
respectivaR00,
S98
2000) (en lo sucesivo
las medicionesdel coeficientede retrodispersión al.,
mente).
enero
por aerosoles,realizadasen la ELC,desde
iestratosféricosprovocados por las erupcionicas,en paüicular,tienenun forzamien[-aEstaivo directo negativo{IPCC,20O7l.
L i d a r d e C a m a g ü e y { E L C )c u e n t a c o n u n
de transferenciaradiativay cCInrnedicioaerosolesestratosférieosrea!izadescon lidar
e l p e r í o d od e d e c r e c i m i e n t od e l a n u b e d e
osolesdel Pinatubo.El empleo de estasmedi, debidamenteadecuadasparasu introducen el modelo, permitió conocer el efecto
ivo de estosaerosolessobre nuestraregión,
espaciotemporalesdel
como lascaracterísticas
radiativo
miento
Provocado.
En estudiosanterioresse han calculadolastenias de la temperaturaen Camagüey,luegode
0"3
{ 0.2
ül
t¡J
0"1
0,*
ENEeg
fi,lAnl!$a JUN¡92
ÜlC¡92 MAR93
f*{ñYfl$3 *tTg3
üt*ses
Fig. |. Espesoróptico por aerosoles integrado en la columna,
desde enero de 1992 hasta dicíembre de 1993'
/ VOI.I6 NO.TzUO 91
REVISTACUBANADEMETEOROLOGíA
I
i
Partiendodel hechode que la nube de aerosoles
del Pinatubotomó una estructurazonal pocas semanasdespuésde la erupcióny elueestacambió
muy fentamenteen el tiempo (McCormicket al.,
1995),se obtuvieronlos valoresr,rediasdiariosde
EOA, se asumió que el valor correspondienteal
horariode reallzadala medición es re$]resentativo
paratodo el día.
El efectoradiativoprovocadopor los aerosoles
del Pinatubofue calculadoempleandoel código
de transferenciaradiativadesarrolladoen el GFDL
(Freidenreichand Ramaswamy,1999,2005).Este
c ó d i g o f u e a j u s t a d o p a r a l a s c o n d i c i o n e sd e
Camagüey(Barjaet al., 2AO7l,aunque en el caso
de los valoresdel albedode simpledispersión(ri)
y et parámetrode asimetría{g¡)de los aerssoles
se emplearonvalores de latitudes
estratosféricos,
medias,ante la falta de medicionesde estos
parámetrosen nuestra región. Los resultadosalcanzadosincluyensolamentela región solar del
espectro (desde0,147 hasta4 pm), debido a que
en la regíónde onda larga(OL >4 pm), estecódigo
de transferenciaradiativano posee parametrizaciones,por lo que no es posibleanalizarel comportamientode los aerosolesen esta región.
Se calcularonlos valoresdel cosenodel ángulo cenital del sol para cada hora de los días de
medíciones,paraser introducidosen el código de
transferenciaradiativa.En las corridasdel modelo
se obtuvieronlos valores horarios,para todos los
nivelesdel modelo y todos los días de mediciones, de los flujos ascendentesy descendentes,y
de fa razónde calentamiento.Se calcularonluego
los valoresmediosdiarios,teniendoen cuentaque
durantela noche no existeflujo radiativo.A partír
de los valoresmedios de los días de mediciones,
se calcularonlos valoresmediosmensualesen las
d iferentesbandasespectrales.
Las definicionesdel forzamiento radiativopor
aerosoles(FRA)son diversasy discrepan,fundamentalmente,en la seleccióndel estado de la atmósfera a la hora de realizarlos cálculosy en la
localizaciónde la perturbación"Stenchikov(1998)
defineal FRAcomo: <Unaperturbación(calculada
como la diferenciaentre valores perturbadosy no
perturbados)de la razónde calentamientoatmosférica y los flujos radiativosneto solar y descendente de onda largaen la superficieterrestre,causada por los aerosoles>.Esta definición, para la
región solar del espectro,será la empleada en el
presentetrabajo.Se obtuvieron los valoresdel FRA
parafasbandas:ultravioleta(UV)desde0,174-A,407
¡rm,visible(Vl)desde0,4A7-0,685
¡rm,ínfrarrojocercano (lR)desde0,685-4,0prn y para la regiónsolar
del espectro(NT),donde se agrupantodas las
das espectralesanteriores.
Si se considerael flujo neto como la difere
entre el flujo descendentey el flujo ascendente,
el FRAccmo la diferenciaentre condiciciier
turbadasy no perturbadasdel fluio nett*:;e
ces valoresnegativosdel flujo neto sugerirán
friamiento mientras que valores positiv
significaráncalentamiento.
En los cálculosrealizadosempleandoel códi
de transferenciaradiativa,para condiciones
perturbadaso de <rcieloclaro> (CC),no se tie
en cuentalos efectosque sobre la radiaciónso
y las nubes.Porotro I
provocanlos aerosoles
para condicionesperturbadas,en el presentet
bajo sólo se consideróel efecto sobre la radiaci
de los aerosoles,o sea,no se incluyeronnubes.
Resultadosy discusión
realizad
Medicionesde aerosolesestratosféricos
con el lidarde Camagüey(empleadascomo ent
da en un código de transferenciaradiativa)confir
man la existenciade forzamientoradiativoen nuest r a r e g i ó n , c o m o c o n s e c u e n c i ad e l a n u b e d e
generadapor la erupción
aerosolesestratosféricos
del volcán Monte Pinatubo.
Perturbaciones en el flujo radiativo
Las perturbacionesmedias mensualesdel flujo
neto (W m"'), en las cuatro regionesdel espectro
mencionadasantes, para el año 1992 desde superficiehastaeltope de la atmósfera{TO,A),
se presentanen la figura 2. Lasporturbacionesmuestran
valores negativos en las cuatro regiones
e s p e c t r a l e s ,s i n e m b a r g o , e n l a r e g i ó n d e l
uftravioleta(Fig.2c)prácticamenteno existeforzamiento, debido a que la radiaciónen esta región
del espectrono es absorbidapor los aerosolessino
sólo reflejada.Estoexplicaporqué no existenprácticamentevariacionesdel flujo con la alturay sus
valores permanecencasi constantesen todos los
niveles.
En la región Vl (Fig.2b) se encuentrael rnayor
forzamiento"el cual llega a alcanzarlos -4,796 W
m'2a los 25 km de altitud. Al igual que en el
ultravioleta,no existengrandesvariacionescon la
altura,por lo que su comportamientoen presencia de aerosoleses similara esa regióndel espectro. Elaumentode la radiaciónreflejadapor la capa
de aerosoleses evidente debido a que las mayores perturbacionesse encuentranpor encima de
la zonade máximaconcentraciónde aerosoles,i-H>
25 km). Sin embargo, los aerosolesde sulfatos
gZ REvtsrAcuBANADEMETEzRzLIGíA
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Fig. 2. Perturbaciones en elflujo neto, en W m-2,para el año 1992 en las bandas: (a) lR, (b) Vl, (c) UV V @) Nf.
muestranuna s¡gnificativaabsorción en la banda
del lR cercano(Fig.2a); aunque este fenómeno
ocurre con mayor ¡ntensidaden la región de onda
larga a longitudesde ondas super¡oresa los 4,0
im. La mayor perturbaciónen el lR alcanza4,02
W m'', y sucedejusto debajode la regiónde máxima concentraciónde aerosoles (Hr 19 km), lo que
reafirma lo antes expresado.
Si se comparan las diferencias entre los valores de perturbaciónen superficiey en la tropopausa
(TP,ubicadaa una altura promedio de 16 km, según el sondeomediode Camagüey),parael Vly el
se aprecia
fR {0,3y 1,71W m'', respectivamente},
con claridad cuanto es absorbida la radiación
infrarroja'respecto
a la visible,fenómeno asociado
no solamentea la presenciade los aerosolessino
también a la presenciadel vapor de agua contenido en la tropósfera.Aunque no se han tenido en
cuenta en el presentetrabajo, las nubes juegan
también un importante papel en las diferencias
antes mostradas.
Por último,en la regiónsolar del espectroelecllegana
tromagnético(Fig.2d),las perturbaciones
alcanzarlos -9,61 W m'2a una alturade 23 km. Las
mayoresperturbaciones
ocurrenen el mes de enero; en el TOA el valordelforzamientoes de -9,36W
m-2,en la tropopausaes de -9,42 W m-2y en superficie de :7 ,41W m-2.Elcomportamientodel FRApara
el año 1993(gráficono mostrado),es similaren todas las bandasal del año 1992,las principalesdiferenciasradicanen la magnitudde lasperturbaciones
que en 1993son significativamentemenores.Téngaseen cuentaque los valoresde EOAson inferiores a 0,1 durantetodo el año y llegarona alcanzarel
mínimoel 19 de noviembrede 1993(Fig.1).
Af igual que en 1992, las bandas Vl y UV no
muestran prácticamentevariación alguna en la
vertical.Sigue siendoen la bandaVl donde se encuentran las máximas perturbaciones,las cuales
alcanzanen este período solamente-1 ,23W m'2,
pero en este caso ubicada a menor altura {entre
22 y 23 km). Estaes una característicadel EOA en
este período,donde la capa de aerosolesademás
de disminuirsu concentración,ha descendidoen
altura,tanto de la zonade máxima concentración
como del tope de la capa.
REVISTAC'JBANADEMETEOROLAGí,A
I VOI.16 NO.I 2OTA93
En la banda del lR la perturbaciónalcanzael
valor de -1,1 W m-2a la alturade la TP, mientras
que en el NT la máxima perturbaciónes de -2,S9
W m'2entre los 17 y 2A km de altura.En superficie
la perturbaciónes de -1,98 W m-,,en la tropopausa
es de -2,58 W m"2y en el TOA es de -2,54 W rn-r,
un comportamientosimilar a 1992,pero más atenuado.Lasdiferenciasentresuperficiey tropopausa
para el Vl y el lR son de 0,1 y 0,5 W m'2 respetivamente.
A partirde los resultadosobtenidos,es evidente
la disminuciónen el flujo radiativoneto en ambos
añoscomo consecuenciade la presenciade la nube
de aerosolesestratosféricosdel Monte Pinatubo.
Los valoresde perturbaciónson, en ambos años,
ligeramentesuperioresa los reportadospor S98 y
R00,cuyos máximos valores de perturbaciónson
de -6 y -8 W m-t,respectivamente.Estasdiferencias se asocianal hecho de que S98 y R00 han
empleado modelos de circulacióngeneralde la
atmósfera(MCGA),donde ademásdel propio proceso radiativo,se toman en cuenta los procesos
de dinámicay transporteque tienen lugar en la
atmósferay que contribuyen de disímilesmaneras al procesode transferenciaradiativa.
Sin embargo,debidoal hechode que el código
radiativoempleado en el presentetrabajo posee
mejor resoluciónverticalque los empleadospor
S98y R00,y a la distribuciónen capasdel EOAse
demuestraque los máximosvaloresde perturbación no se encuentrana la alturade la tropopausa
(16km),sinojusto en el borde inferiorde Iazonade
máxima concentracióndentro de la capa de aerosoles,la cual se encuentrapor encimade la TP.
Perturbaciones en la razén
de calentamiento durante
el período 1992-1993
Como se ha reportadoen numerososartículos(incluidosS98 y R00),la erupcióndel Pinatuboprovocó calentamientoen la estratósferay enfriamiento en la tropósfera.Los resultadosobtenidos en
estetrabajocorroboranestaafirmación,aunqueel
máximo valor de la razón de calentamiento(RC)
obtenido,alcanzasolamente0,1 grados Kelvinpor
día {Kid)entre los 27 y 28 km de altura.Estevalor
es dos veces inferior a los reportadospor SgB y
R00para el mes de enero de 1992y coincidemejor en alturacon R00,quien emplearaun modelo
de mejor resoluciónverticalqueS98.La diferencia
en la magnitudse debe a que ambos autoresemplearonmodelosque incluyenla bandade OL (4250 im), donde los aerosolesde sulfatoabsorben
gran cantidadde radiacióntérmicaprovenientede
Ia superficieterrestre.En ambos casos el aporte
de esta banda es de 0,2 K/d.
Por debajo de la zona de máxima concentiaeión de aerosoles(airededorde los 2¿tkrn de ,rieura) y"hasta la tropopausa,las perturbaeic,'¡es
medias mensualesde la RCson negat¡vas,
con veiores
de -0,03 K/d entre los 19 y 20 km en la regiónsolar
{NT} del espectro (Fig. 3d). Esta perturbaciónnegativa se extiende a la tropósferaregistrandovaloresmínimoscercanosa los -0,02 K/d ciurantelos
tres primeros mesesdel año y por debajoCe tos G
km de altura;evidenciade un enfriamientcen esta
región de la atmósfera.Este comportamientose
debea la reduccióndelflujo de radiaciónlH a causa de la retrodispersiónpor aerosolesde la radiación solar incidente,lo cual afectasustancialmente
la absorciónpor el vapor de agua del lR en esta
zona de la atmósfera.En la estratosfera,sin embargo, aparece un ligero calentamiento,excepto
en eltope de la atmósfera,donde existeun pequeño enfriamiento.
La mayor contribuciónal forzamientoen la estratosfera baja se encuentra en la banda del lR
(Fig.3a) donde se alcanza0,09 K/d entre los 2F y
26 km, en marzo apareceotra región de rnáxinno
con un valorde 0,08K/da 24km, debidoa un ligero
incrementodel EOA en este nivel. Estosresultados
corroboranlo planteadopor S98 y R00acercadel
importanteaporte de esta banda al calentamiento
de la capa de aerosoles.
El mayor enfriamientopor debajode estacapa,
se encuentraen la bandavisible(F¡g.3b)yes debido
a la retrodispersión
de la radiaciónsolarincidentey
el decrecimientode la absorciónpor gases,de la
radiaciónUV, en la capa de aerosoles.Tanto el Vl
como el UV,no aportanprácticamente
alforzamiento de la estratosferabaja, sin embargo, en amoas
bandasse apreciacalentamiento
en la regiónubicada por encima de la nube de aerosoles,provocado por la absorcióndel ozonoy el oxígeno,de la
radiaciónUV ascendente,reforzadapor la reflexión
como consecuenciade la presencíade la capade
aerosoles.
Una drásticadisminucióndel FHA debido a la
considerabledisminucióndel EOA,es la principal
característicadel comportamientode la RC en el
año 1993 (gráfico no mostrado).El descensoen
altura de la debilitadacapa de aerosoles,es otra
de las características
de este año, ademásde que
el enfriamientoes confinado prácticamente: la
tropósfera.El ligero calentamientode la estratosfera, que se manifiestaduranteeste período,casi
desaparecea partirdel mes de agosto.En esteaño,
94 REVISTA
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(Kld},para 1992
Fig. S. perturbaciones medias mensualesen {a estratósfera,de la razón de calentamiento
Pinatubo'
del
por
erupción
la
(d)
y
(c)
tJV
causadas
(b)
NT,
en las regiones espectrales(a) del tR, Vl,
A medidaque el sol comienzaa incrementarsu
alturacon eltranscursodel día,la capade aerosoles
comienzaa calentarse,sobre todo en el horario
c o m p r e n d i d oe n t r e l a s 1 0 : 0 0 y l a s 1 5 : 0 0 h o r a s
coinciGMT. La regiónde máximo calentamiento
de con la zona de mayor concentraciónde aerosofes ubicadaentre 18 y 39 hPa (27 Y 22 km de
El máximo FRAocurre a
altura,respectivamente).
Perturhaciones diarias de la razón
las 12:00,y en estemes alcanzaelvalor de 0,37K/d
de calentamiento
como promedioa una altitud de 26 km' Una vez
El cpmportamientode la perturbacionesmedias calentadala capa de aerosolesesta tarda en enhoráiiasen la región solar del espectro(NT),para friarsey aún a las 17:00por "encimade los 25 km,
el mes de enerode 1992tFig.4a),muestraenfria- cuandoel sol tieneapenas9 sobreel horizonte,el
miento en horas de la mañanay de la tarde' Sin FRA en la zona de máxima concentraciónde la
embargo, este forzamientonegativo es más pro- capa,es positivo.Sin embargo,por debajode 'sta
nunciadoen la mañana,tanto en la magnitudde la zonael FRAes negativoy comienzaa aumentarsu
perturbacióncomo en la altura hastala que se ex- magnitudhastallegara-Q,23K/d a 23 km de altura'
tiendedentrode la capa de aerosoles,llegandoa
Elcomportamientodiurnode lasperturbaciones
valoresde -0,38 Kld a 24 km de altura.
mediashorariasde la RCcoincidecon el mostrado
el máximo valor de la RC alcanzasolamentelos
0,015K/d a 24krn en la banda lR. Los valoresmás
bajos de la RC t-0,006 K/d) ocurren entre los 19 y
20 km debajode la tenue capade aerosolesy en la
troposferaentre 1 y 5 km de altura,en el mes de
enero.
REVISTACUBANA DE METEOfrOLOGíA/ VOI.I6 NO,I 2OTO 95
paralos valoresmediosmensuales,
anter¡ormente
e n q u e e l c a l e n t a m i e n tooc u r r ee n l a z o n ad e m á x i ma concentraciónde aerosolesy por encinrade
esta y el enfriamientotiene lugar por debaio de
esta capa.
P a r ae l m e s d e d i c i e m b r ed e 1 9 9 3 ,l o s v a l o r e s
d e l a p e r t u r b a c i ó nm e d i a h o r a r i ae n l a r e g i é ns o o ás simétrico
l a r , t i e n e n u n c o n n p o r t a m ¡ e n tm
( F i g .4 b ) ,t e n i e n d oc o m o e j e c e n t r a la l a s 1 2 : 0 0 .
d e l a n o p r e s e n c i ad e a e r o Comoconsecuencia
solesestratosféricos,la estratosferase calientaen
t o d a s u e x t e n s i ó n ,d e b i d o f u n d a m e n t a l m e n t ea,
la absorciónde la radiaciónUV por el ozonoestrat o s f é r i c o .S u m á x i m o c a l e n t a m i e n t o{ 0 , 0 1 5K / d )
l o a l c a n z ae n t r el a s 11 : 0 0y l a s 1 3 : 0 0a l a a l t u r ad e
2 5 k m , r e g i ó nd o n d e s e u b i c a l a m a y o r c o n c e n *
t r a c i ó nd e e s t eg a s . R e s p e c t oa e n e r od e 1 9 9 2 ,l a
diferenciaes de 0,36 Kld, lo que evidenciala respuesta de la estratosferaante la presencia de
a e r o s o l e sd e s u l f a t o sd e o r i g e nv o l c á n i c o '
Salvandolas diferenciasde los modelos emobtenidos
pleados,los valoresde perturbaciones
por S98
los
reportados
plenamente
con
coinciden
y R00,aunquees con R00que existemayor coincidencia.Por ejemplo,en S98 en la bandaVl apadesdelos 50
receenfriamientoaproximadamente,
manifestó
no
se
caso
nuestro
en
hPahaciaarriba,
que
R00.
en
igual
al
tal comportamiento,
Conclusiones
Por primera vez en Cuba se modela el efecto
radiativo de los aerosolesestratosféricosproven i e n t e sd e l a e r u p c i ó nd e l M o n t e P i n a t u b oe m pleando datos de retrodispersiónpor aerosoles
medidoscon lidar.Estosdatoscorrespondena las
'
I r . f
i
,.
l ,
r5.8i.ol
21,3
(v
F ?e'3
'3
.o
¡*.4
G.
${.,t
?3,6
't6,s
*---'*
-- Anomalia
r'
o'07
Razón Calent.'INTI - {E}tHlSS2}
*I-:* j
o'07
j
m e d i c i o n e sr e a l i z a d a se n l a E s t a c i ó nL i d a r d e
C a m a g ü e yd, u r a n t ee l p e r í o d od e d e c r e c i m i e n t o
de la nube de aerosolesprovocadapor la erup
ción de este volcán.
Se determinóque parauna mejorrespuestadel
código de transferenciaradiativa,los datos'lc 8spesoróptico por aerosoles,calculadosa paft¡ide
los datos de lidar,deben estardistribuidosen las
c a p a sd e l m o d e l oq u e c o r r e s p o n d ayn n o e m p l e a r
un único valor de espesorpara la nube. Los valores de AOD obtenidoscoincidenplenamentecon
los reportadospor la literaturaparaet períodoana'
lizado.
Los resultadosobtenidosconfirmanque el forzamientoradiativoen la bandadel lR cercano,contotal de
al calentamiento
tribuye sustancialmente
la estratosferaluego de erupcionesvolcánicasintensas,taly como se planteaen S98y R00.Elcalentam¡entode la estratósferay el enfriamientode la
troposferaen nt¡estropaís,bajo la influenciade
la nube de aerosolesdel Pinatubo'ha quedadoevidencladoen el Presenteestudio.
en el flujo neto alcanzaron
Las perturbaciones
-9,15
país
W m-2en el mes de enero
los
en nuestro
perturbación
es superioral
de 1992.Estevalor de
entre los
y
la
diferencia
reportado por S98 R00,
utiliradiativo
que
código
el
resultadosse debe a
en
la
radiación
de
zado revelael comportamiento
de
circuuna columna,a diferenciade los modelos
empleadospor S98y
lacióngeneralde la atmÓsfera
R00,donde se tienen en cuenta,ademásdel propio procesode transferenciaradiativa,los procesos dinámicosy de transportede la atmósfera.
En este mismo períodose alcanzael máximo
valor de perturbación(0,1 K/d).Estevalor es dos
l*'*--
-'-'^-'-***"
Anomalía
Razón
Calent. - tlt¡?|'
{DlCllS93}
5"
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1
/ vo/. | 6 No.| 2010
REVtsrA;UBANA DEMETEoRoLoGiA
'4, l
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5
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l 22.oi
t
l
., , lt, l l 20 1
I
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t
I
l
f
t
ll
162
r 56
Fig. 4. Distribución en la estratósfera de las valores medios horarios de las perturbaciones
de la razón de calentamienta {a) para el mes de enero de 1992y (b} diciembre de 1993'
96
;
',
i
.
128.0
t
1é
The PhysicalScience
pero en IPCC(2007\:CtimateChange20A7:
y
tto the Fourth
s inferioral reportadopor S98 H00'
Bas¡s"Contributionoffuorking Group
modelos
que
los
a
Panel
debe
se
caso,ia diferencia
AssessmentReportof the !ntergovernmental
y 8 ban7
O
i
n' M'
D
'
incluyen
S
'
'
autores
por
ambos
Ba¿os
o n C l i m a t eC ú a n g e f s o l o m c n '
de
Tignor
M'
infrarroio
Averyt'
del
K'B'
la
regiÓn
il¡r-;itc:i:is'
en
tü'
Chen,
Manning,Z.
respectivamente,
U ni versi tyP ress'
es la r{l:ñonsablede lasdos
and Fl ' L'Mi l l er{eds' )i 'üarnbri cj ge
f.tg.. Estar"egiÓn
K i ng< Jomanci N ew Y ork' N Y'
U
ni
teci
C
ambri
dge,
ras"partesC:;icalentami*r¡toestratosférico'
U S A , 9 9 6P .
a ia absorciÓnpcr partede los aerosolesde
r<Lidarbackscatterto
tierra'
la
de
por
superficie
la
Jáger, H. and T. Deshleri2002):
iaciónemitida
for stratosconversions
extinction,mass and area
perturbación
balloonborne
E l c o m p o r t a m i e n t od i u r n o d e
midlatitude
on
based
phericaerosols
ante la
Res'Lett"
dencla la respuestade la estratósfera
sizedistributionmeasurementsr'Geophys'
esta
en
volcánico
origen
de
aerosoles
nciade
29, no. 19.
ión de la atmósfera'
for stratosextinction,mass and area conversions
Aunque estCIsresultadoshan sido obtenidos
balloonborne
midlatitude
Lidarde Camagüey'debido
phericaerosolsbasedon
r datosde la EstaciÓn
Res'
aerosolesestrade
nube
size distribution measurements>'Geophys'
la
de
[l;"características
7'
no'
ccnsiderarpuede
Lett,,30,
tosféricosmencionadasantes,
cuba'
de
M,P'and R.E.Veiga(1992):<SAGE|l measurepresentativos
McCormick,
son
se que estos
aerosolstr, Geopfiys' Res'
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McC ormi ck,M. P .; L.W ' Thomasonand
of Mt' Pinatubo
e
f
f
e
c
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s
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p
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erupción
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aerosolesestiatosféricosde
de,lvolcán
para el
de ta nube de cenizade las erupciones
c hón s obr e la te mp e ra tu rae n s u p e rfi c l e
143-153'
241-247'
7'
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and
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-254'
241
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85-90'
j y aplicada,39t1i:
Agradecimientos
rtA
S . M ., a n d V' R a m a s w a m y(1 9 9 9 ): new
F r eidenr eic h.
gratitud
m u | t i p | e . b a n d s o l a r r a d i a t i v e p a r a m e t e r i z a t i o n f oLos
r autoresdeseandeiar constanciade su
104'
generalcirculationmodelsrr'''t' Geophys'Res"
Ramaswamyy al Dr- stuart
Bibliogratía
31389- 314 0 9 .
M. andV' Ramaswamy(2005):ttRefinement
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D17105,doi:10'102912004JD005471'
al Prof. Venkatachala
Freidenreichporfaci|itareIcódigodetransferencia
duradiativa,así como por su constanteasesoría
PC'
en
corrida
para
su
este
rantela adaptaciónde
del
marco
el
en
realizado
ha
El presentetrabaiose
lmdel
ttCaracterizaciÓn
90:
proyectono. 01áogf
NO'I 2OTO 97
CUBANA DE METEOROLOGíA/ VOI' I6
REVISTA
pacto radiativode los aerosolestroposféricos
en PNcr 013:Loscambioscrimáticos
y raEvorución
Camagüeyy las zonas más próximasde las regio- 'del
MedioAmbienteen Cuba.
nes central y orientarde cubaD, p€ft€frecienteal
Abstract
volcanicstratosphericaerosolscausean imporiant
and long-termperturbationin the earth-atmosphere
radiativebalance'These consequently,pioduce
a responsefrom the climatic system. This paper
show' by first time in cuba, perturbat¡oni.rrr"c
by Mount pinatuboeruption in the radiativefluxes
and heatingrateover camagüey.stratosphericaerosofs
Measurementsfrom camagüeyLidarstation
and a radiativecode developedat GFDL;and adapted
to our conditions,were employed.
Aerosol radiativeforcing space-timedistributions
show the stratosphericheatingand the tropospheric
coolingover camagüey'stratosphereresponses
areanalyzed,tl.rróugrr
the diurñalbehaviorof heating
rate' consideringthe stratosphericvolcanicaerosols.
Both, maximirm and minimum aerosolloads
situatíonsare considered,January lgg2 a,ndDecember
19g3.respectively.AerosofRadiativeforcing
exceeds-9 W m'2and the perturbationmaximum
valuesof heatingrate reach 1,0 K/d.
Keywords: stratosphericAerosors,Mount pinatubo,
Aerosol RadiativeForcing,Lidar.
98 REVtsrAcuBANADEMETE,R,L^GíA vo/. t6
/
No. | 20t0