Estudi del clima

|

Aquest apartat consisteix en la part pràctica del blog. L'objectiu és realitzar un estudi climàtic a partir de dades històriques i presents de temperatura i humitat d'una estació situada al Nord d'Irlanda.

1- A partir de dades mensuals de temperatura i humitat, ens disposarem a ordenar a partir de mitjanes anuals totes les dades, una vegada ordenades i passades per un control de qualitat aplicant el programa Rclimdex, buscarem la recta de regressió dels gràfics de temperatura i humitat anuals per poder fer prediccions a llarg plaç sobre l'augment o disminució d'ambdues variables, tot i que les regressions són funcions estadístiques i les poques variables a tenir en compte, les prediccions no són del tot fiables, tot i que es poden fer petites aproximacions.

2- Una vegada ordenades tota la sèrie de dades que van des del 1866 al 2008, intentarem fer una correlació amb una altre variable climatològica, en aquest cas intentarem relacionar els índex de la NAO o Oscil·lació de l'Atlàntic Nord per veure com i si influeix a l'illa. Intentarem també, si més no, proporcionar informació sobre aquest fenòmen poc tractat, relativament, tot i la gran influència que té sobre les costes europees i americànes.


Per últim elaborarem un petit model en forma de funció gràfica per tal de saber quina correlació hi haurà entre la NAO i la precipitació a tota la façana atlàntica europea.


3- Observar diferents climogràmes elaborats a partir de normals climàtiques de diferents punts de l'illa i veure com evolucionen i s'hi observen canvis entre ells.

1- Regressions

Per fer un anàlisi de les gràfiques i les dades meteorològiques de temperatura i precipitació, hem fet dos tipus de càlculs matemàtics. El primer ha estat, a partir de les dades de l’Observatori d’Armagh, formular una funció de regressió per tal de buscar els pendents de les rectes de la gràfica i per poder donar valors a les x o y, així poder esbrinar de manera estadística la temperatura i precipitació, en un futur, tot i la falta de variables i elements a tenir en compte. De moment el futur no es pot predir i l’estadística és una màquina del temps poc precisa i més si només ens centrem en aquestes variables estadístiques, tot i així, com hem dit, se’n pot tenir una idea relativament aproximada a les prediccions que s’han anat fent. Aquesta funció de regressió és:


La y amb barret és la mitjana total de temperatura o precipitació.
La x amb barret és la mitjana dels anys (diem que és any 1 al 1866 i any 142 al 2008).
La S sub "x" és la desviació típica dels anys.
I S sub "xy" és una formula que es realitza de la següent manera: mitjana de temperatura o precipitació per l’any (en aquest cas per l’any 1, s’indexa) sumat a la mitjana de temperatura de l’any 2 pels seu any (seria per 2), així successivament fins a arribar a l’any 142 (2008). Un cop es té aquesta dada, es divideix per N que és el total d’anys (142) i tot aquest resultat es resta del producte de la mitjana total de temperatura o precipitació i la mitjana dels anys.
Un cop es coneix la funció, ja està llesta per donar valors i buscar analíticament quina temperatura podrà fer en un futur, com més ens allunyem, més inexacte serà el resultat.
La funció de regressió s'ha elaborat a partir del programa "Excel" i la funció està exposada al mateix gràfic, en forma de recta i en formula matemàtica. La primera imatge és un petit exemple de la tira ja ordenada de temperatura i precipitació de l'observatori en qüestió.





Com podem observar en aquest primer gràfic, la linia de tendència és positiva, per tant es pot veure una tendància a l'augment de la temperatura. La funció és: y= 0,0039x+8,9988, això signifíca, que la temperatura va augmentant. D'aquí 100 anys, substituint els valors, tindriem que: la temperatura pujaria uns 0,94 ºC, i la temperatura mitja anual seria de 9,94 ºC, un augment que està dins dels paràmetres previstos dels estudis que s'estan realitzant de canvi climàtic.



La precipitació en canvi ens dona una línia negativa. La funció matemàtica és la següent:
y=-0,0382x+71,679. D'aquí 100 anys, la precipitació disminuiria uns 9,24 mm, per tant la seva mitjana seria de 62,44 mm. Aquesta funció de precipitació és més inexacte degut a que les correns marines, les evaporacions i altres variables, poden influir de forma molt més directa a partir del canvi climàtic i que canviin els trets.


2- La NAO i Irlanda












La NAO és la raó dominant de la variabilitat del clima d'hivern a la regió d'Atlàntic Nord que s'estén des d'Amèrica del Nord central fins a Europa i gran part del nord d'Àsia. La NAO és una variació atmosfèrica a gran escala entre el punt alt subtropical i un punt sota polar. L'índex corresponent varia a partir d'un any a l'altre any, però també presenta una tendència a romandre en una fase en intervals que duren diversos anys. De moment, el que se sap és que quan les pressions atmosfèriques en l'Atlàntic central són superiors al normal, els vents forts de l'oest que giren al voltant del Pol són més forts i mantenen confinat l'aire fred en latituds septentrionals. En aquesta situació plou més en el nord d'Europa, per on passen les borrasques, mentre que en la regió mediterrània es produïx una sequera. A més, aquesta situació provoca que els vents més meridionals de l'Atlàntic Nord, els alisis, bufin amb més força cap a l'oest. Aquesta situació coincideix quan el anticicló d'hivern en les Açores se situa durant setmanes en aquesta zona, impedint que les borrasques arribin a latituds més meridionals. El NOA contrari, es produïx quan els índexs baromètrics són inferiors al normal en l'Atlàntic central, provoca que el fred es traslladi més al sud, el que al seu torn fa que les borrasques arribin a aquestes latituds i la humitat arribi a la regió mediterrània, mentre que la sequera i el fred es traslladen al nord d'Europa. Quan la NAO està en el seu índex positiu, és a dir, quan els centres de baixes pressions sobre Islàndia i l'Àrtic i els d'altes pressions en les Açores estan reforçats, es produïxen vents més forts dels normals en altes latituds. Aquesta fase significa, per tant, un temps més sec en el Sud d'Europa i Orient Mig, i hiverns més humits i turmentosos en el Nord d'Europa i la costa Aquest d'Estats Units. La fase negativa de la NAO consisteix en el debilitament del anticicló de les Açores, que permet que les borrasques atlàntiques es desplacin per latituds més baixes de les habituals, de manera que s'aproximen a Galícia, deixant més pluges del que és costum fins i tot per aquestes terres i arribant a provocar situacions encara menys comunes en altres comunitats autònomes menys humides. No obstant això, estudiosos del tema indiquen que des dels anys 70 la fase positiva de la NAO és la qual ha prevalgut.

Índex:

Positiu
La fase positiva de l'índex de la NAO mostra generalment una pressió més forta en el centre subtropical i una pressió més baixa del normal en el punt sota islandès. La gran diferència de la pressió dóna lloc a fortes tempestes a l'hivern que creuen l'Oceà Atlàntic. Això dóna lloc a hiverns calents i mullats a Europa i hiverns freds i secs a Groenlàndia i el nord de Canadà. Els EUA. de l'est experimenten condicions suaus i humides a l'hivern.

Negatiu
La fase negativa de l'índex de la NAO mostra una pressió feble tant en el punt sota islandès com en el punt alt subtropical. El petit gradient de la pressió dóna lloc a poques i més febles tempestes a l'hivern que es creuen un camí des de l'oest cap a l'aquest. Porten l'aire humit cap al mediterrani i aire fred cap al nord d'Europa. · La costa de l'est dels EUA. experimenta brots d'un aire més fred i per tant condicions atmosfèriques nuvoloses, però sense precipitacions. Groenlàndia, no obstant això, tindrà temperatures d'hivern més suaus.

Tot aquest cicle de l'índex positiu i negatiu oscil·lava normalment cada dècada. Però s'ha vingut baix els últims 30 anys, en els quals s'han produït canvis inusuals o desconeguts (no hi ha dades meteorològiques fiables més enllà dels últims 50 anys), amb pressions atmosfèriques cada vegada més baixes en el Pol Nord i, per tant, pressions baromètriques altes en l'Atlàntic central. El clima en l'Atlàntic Nord s'ha detingut les últimes tres dècades en una fase més càlida, amb menys pluges del normal.






2.1- Correlacions i model:

- Aquest apartat es el que s'ha elaborat a partir de dades de diverses estacions climatològiques i dades proporcionades a partir de suposicions més o menys lògiques.

A partir de les mateixes dades de l'apartat nº1 (aquest cas només les de precipitació que són les que més es correlacionen amb les presions), i els índex NAO (des de 1866) que estan definits a partir de les diferències de presió en superfície entre les Azores i Reykjavik, hem elaborat mitjançant les correlacions de p de Pearson, la influència que té aquest fenòmen a Irlanda.

Els resultats, han entrat dins la lògica, i la correlació ha estat de 0,25, una correlació baixa, la qual no és fiable. Per tant podem concloure que Irlanda es troba en una zona intermitja entre l'Alta de les Azores i la Depresió d'Islandia, i que entre una i l'altre anulen l'afecte en aquestes latituds. Per constatar això, hem fet el mateix estudi per una altra estació que es situa més al nord i forma part de les Illes Britàniques, és l'estació d'Stromoway, a 58º de latitud nord (4 º més al nord i més influenciada per l'Atlàntic. En aquesta estació, una vegada ordenades les dades i comprovades que no hi hagués cap alteració, hem calculat la correlació que ha estat de 0,53, una correlació a tenir en compte i lògica. Al estar més al nord, ja no està dins la zona de transició (o no tant), per tant la correlació augmenta.

Pel que fa ha Irlanda, podem dir que és una regió la qual està molt influenciada per les depresions transitòries que venen de l'atlàntic de forma constant, però en cap cas, la podem relacionar amb el fenòmen NAO, ja que està en el punt d'inflexió (a l'ull de l'huracà) on hi ha equilibri entre una força i l'altra.

En l'slide o imatges superiors es pot veure com a la latitud d'irlanda, no hi cau cap mena de baixa ni alta de forma evident.

- La segona part, a partir de les dues correlacions de Perason que tenim i unes que hem suposat, hem fet un model en funció de la latitud, per a saber quina correlació (i indirectament quin índex NAO) hi haurà en un punt aleatori (de longitud pròxima a la façana atlàntica). Per tant, tenim un model molt simple en funció de la latitud.

Les correlacions suposades, són les de Reykjavik que li hem donat un valor de 0,7 i Lisboa amb un valor també de 0,7. Per tant hem agafat cada extrem, on les correlacions són elevades i contundents. No hem volgut posar una major correlació ja que la NAO, no és l'únic fenòmen que pot fer que plogui més o menys o la presió decreixi o incrementi, per tant hem sigut prudents.

La funció seria aproximadament un dibuix d'aquest tipus:


3- Climogrames:

El clima d'Irlanda, de forma general, el podriem agrupar al clima temperat oceànic o atlàntic (cfb) segons la classificació de Köppen. És un clima amb estius suaus i hiverns frescots. Al estar influits per l'oceà i pel gulf stream, la oscil·lació tèrmica és força pobre, d'uns 15ºC en totes les regions de la illa.
El que més podem notar és la diferència de precipitació, tot i que veiem que és bastant important a tot arreu. CONTINUAR!








Elaboració pròpia a partir de les fonts:
http://www.met.ie/

http://www.metoffice.gov.uk/
http://www.ldeo.columbia.edu
http://www.cpc.noaa.gov/
http://www.cru.uea.ac.uk
http://www.nasa.gov
http://www.arctic.noaa.gov
Fundamentos de climatología analítica, editorial síntesis- Javier
Martín Vide

Programa: Winplot i Excel

0 comentarios: