The atmosphere is a highly non-linear dynamic system, where equations can present some solutions known as strange attractors since they have non-integer dimensions, or in other words,  fractional volumes. The fractality in meteorology and climatology is reflected in the self-similarity at different spatial and temporal scales. For instance, atmospheric patterns present quasiperiodic oscillations that are reproduced at all spatial scales (from the eddy and the polar vortex to the Quasi-Biennial Oscillation and the Arctic Oscillation). Other examples are the disaggregation methods of sub-daily rainfall and the distribution of dry spells within a drought, which closely resemble the gaps in the Cantor set. Therefore, this Special Issue aims to review the state of the art and boost cutting-edge methods in “Geometry in Meteorology and Climatology” by collecting original contributions covering transdisciplinary approaches. Due to the strong link between atmospheric sciences and mathematics, this Special Issue will be focused on geometrical methods applied to characterize, analyze, predict or attribute physical phenomena linked to atmospheric dynamics and the effects. This includes characterization by geometrical approaches such as multifractal cascading, time scaling, rainfall concentration and drought lacunarity, as well as an empirical orthogonal basis of atmospheric patterns, principal components, compound events and extreme value theory of atmospheric variables. This Special Issue also accepts advanced methods for climate change attribution analysis, forensic meteorology and hindcast or operational forecasting that use geometrical perspectives such as performance metrics in supervised learning algorithms, similarity measures and analogue stratification, among others. Finally, the geometrical interpretation of time series analysis (breaking points, transitivity, information power, entropy, and Lyapunov and Hurst exponents) should also be adjusted to the scope when atmospheric variables are a key part of the papers.

La ciència és patrimoni de tots i per això és fonamental que els resultats estiguen a l’abast de qualsevol. En el cas de la investigació climàtica, i més particularment la investigació sobre el cicle de l’aigua, els resultats tenen un gran interès per al conjunt de la societat.

La majoria dels ecosistemes i de les activitats humanes depenen del cicle hidrològic, de les precipitacions, de la seva distribució temporal i espacial. Per això creiem en la importància de difondre els resultats de les nostres investigacions.

Visiteu la nostra iniciativa: https://goteo.org/project/open-access-precipitaciones

Aquest crowdfunding està destinat a iniciar un cicle de difusió de publicacions científiques relacionades amb les precipitacions a nivell mundial, especialment focalitzades en la distribució temporal de les mateixes.

Moltes gràcies a tots!

Agraïments                                                                                     

[Disponible en catalán]

Hasta hace pocos años, algunos científicos todavía negaban que hubiese un calentamiento global atípico. Algunos afirmaban que los datos de los observatorios estaban afectados por la isla de calor urbana. Sin embargo el satélite del AMSU (1979-2014) muestra el mismo calentamiento que las estaciones de superficie. Otros reconocían el calentamiento observado, pero afirmaban que es menor que el conocido “Óptimo Medieval”. Si bien, los últimos estudios paleoclimáticos muestran que la temperatura actual es probablemente la mayor de los últimos 2000 años. Ahora que por fin existe consenso sobre la existencia de un calentamiento atípico, el debate se centra en qué medida ha contribuido la acción humana. Para tratar de desvelar esa cuestión se necesita un breve repaso de física (pero tranquilos…, sin fórmulas).

Todo el mundo sabe que la energía del sol calienta el mar y el suelo, provocando a su vez evaporación y corrientes del aire y del mar (por las diferencias en temperatura). Esas corrientes determinan el tiempo que hace hoy y el que hará dentro de mil años. En este punto es importante recordar que el clima es el promedio del tiempo (p.e., la temperatura media de los últimos 30 años). Al promediar, se realiza un balance entre la energía que entra y la que sale de la Tierra. Ese balance en general es cero, ya que se debería emitir lo mismo que se recibe (“equilibrio radiativo”). Ahora bien, si se acumula energía en la Tierra, ésta se puede manifestar en forma de una mayor temperatura (y por lo tanto más viento y evaporación). Ese balance energético se conoce como “forzamiento radiativo”.

Por suerte, la insolación varía poco de un año a otro. De hecho, la energía del sol es prácticamente constante (“constante solar” = 1366 W/m2), a pesar de la gran variación de su actividad magnética. Sin embargo, existe cierta correlación entre las pequeñas variaciones de la insolación y los grandes cambios climáticos de los últimos millones de años. ¿Por qué?

Aunque las variaciones de la insolación sólo pueden explicar (directamente) cambios de unas pocas décimas de grado, estas variaciones serían suficientes para activar mecanismos naturales que amplificarían la variación, convirtiéndola en un cambio de varios grados, incluso hasta 10ºC. Esos mecanismos se conocen como “retroalimentaciones positivas”, e intervienen muchos factores (vapor de agua, albedo del hielo, etc). Por ejemplo, algunos autores afirman que uno de los mecanismos de influencia solar es la formación de nubosidad. Según esa teoría, los cambios en la actividad magnética solar modulan la entrada de rayos cósmicos a la Tierra que ionizan la atmósfera formando núcleos higroscópicos (semillas de nubes). A su vez, las nubes reflejan la luz del sol, por lo que un cambio en la cantidad media de nubes provocaría cambios en la temperatura global.

No obstante, el mecanismo natural que más afecta al clima es el vapor de agua, debido sobretodo a su efecto invernadero (responsable de unos 28 sobre 33ºC; es decir, sin efecto invernadero la temperatura media global sería de unos -18ºC). Las pequeñas variaciones del vapor producen cambios en la temperatura global muy fuertes (como ejemplo, podemos citar El Niño del 97-98). Pero, ¿qué tiene que ver eso con el sol? El océano es un gran almacen y distribuïdor del calor. La duración de los ciclos solares afecta notablemente a la acumulación de calor en los océanos, de tal modo que éstos lo expulsan hacia la atmósfera de forma oscilante. Los ciclos oceánicos más conocidos son El Niño (MEI) y la Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO).

Estas oscilaciones no afectan a la temperatura media global a escalas de tiempo muy largas, pero sí pueden provocar que una década o una treintena de años sea más fría o más cálida (ver figura). Pero, ¿la variable natural ha determinado las variaciones climáticas de todo el siglo pasado? La respuesta es “no“. Para poder explicar el calentamiento global de la segunda mitad del siglo XX es necesario sumar todas las variables: las naturales (sol, volcanes, océanos…) y las antropogénicas (gases, aerosoles,…). El balance energético total (forzamiento radiativo), explica perfectamente toda la evolución de la temperatura global, año tras año. Gracias a ese completo modelo, podemos deducir que la actual “pausa” del calentamiento se debe a que la contribución natural se encuentra en una “fase fría”, que contrarresta la tendencia positiva de la contribución antropogénica. Pero ¡ojo! porque se trata sólo de un espejismo, un enmascaramiento: cuando las variables naturales vuelvan a una fase positiva, la temperatura global se disparará de nuevo. En definitiva, la contribución antropogénica está continuamente creciendo, mientras que la parte natural es oscilante. La suma de ambas contribuciones hace que la temperatura global parezca una escalera, con subidas y rellanos.

Figura. Izda) Principales forzamientos radiativos que han gobernado el clima en los últimos 130 años: naturales (actividad solar, volcánica y efecto oceánico) y antropogénicos (GEIs y aerosoles troposféricos). Dcha) Estimación de las contribuciones a la temperatura global (contribución natural, antropogénica, natural+antropogénica), y observación de la temperatura (promedio de AMSU, NOAA, GISS y HadCru3). Fuente: Monjo (2014).

El canvi climàtic és un tema àmpliament examinat per nombrosos sectors de la societat. El clima sempre ha canviat, i en general ho ha fet sense la intervenció de l’ésser humà. No obstant això, l’escalfament global de la segona meitat del segle XX no pot explicar-se únicament amb causes naturals.

[Disponible en castellà]

Fins fa pocs anys, alguns científics encara negaven que hi haguera un escalfament global atípic. Alguns afirmaven que les dades dels observatoris estaven afectats per l’illa de calor urbana. No obstant això el satèl·lit de l’AMSU (1979-2014) mostra el mateix escalfament que les estacions de superfície. Altres reconeixien l’escalfament observat, però afirmaven que és menor que el conegut “Òptim Medieval”. Si bé, els últims estudis paleoclimàtics mostren que la temperatura actual és probablement la més elevada dels últims 2000 anys. Ara que per fi hi ha consens sobre l’existència d’un escalfament atípic, el debat es centra en quina mesura ha contribuït l’acció humana. Per tractar de desvetllar esta qüestió cal fer un breu repàs de física (però tranquils …, sense fórmules).

Tot el món sap que l’energia del sol escalfa el mar i la terra, provocant alhora evaporació i corrents d’aire i de mar (per les diferències en temperatura). Aquestes corrents determinen el temps que fa hui i el que farà d’ací a mil anys. En este punt és important recordar que el clima és la mitjana del temps (p.e., la temperatura mitjana dels últims 30 anys). Pel fet de fer mitjana, es realitza un balanç entre l’energia que entra i la que ix de la Terra. Este balanç en general és zero, ja que ha d’emetre el mateix que es rep (“equilibri radiatiu”). Ara bé, si s’acumula energia a la Terra, esta es pot manifestar en forma d’una major temperatura (i per tant més vent i evaporació). Este balanç energètic es coneix com “forçament radiatiu”.

Per sort, la insolació varia poc d’un any a un altre. De fet, l’energia del sol és pràcticament constant (“constant solar” = 1366 W/m2), tot i la gran variació de la seua activitat magnètica. No obstant això, existeix certa correlació entre les petites variacions de la insolació i els grans canvis climàtics dels últims milions d’anys. Per què?

Encara que les variacions de la insolació només poden explicar (directament) canvis d’unes poques dècimes de grau, aquestes variacions serien suficients per activar mecanismes naturals que amplificarien la variació, convertint-la en un canvi de diversos graus i, fins i tot, fins a 10ºC. Estos mecanismes es coneixen com a “retroalimentacions positives”, i intervenen molts factors (vapor d’aigua, albedo del gel, etc.). Per exemple, alguns autors afirmen que un dels mecanismes d’influència solar és la formació de nuvolositat. Segons aquesta teoria, els canvis en l’activitat magnètica solar modulen l’entrada de raigs còsmics a la Terra que ionitzen l’atmosfera formant nuclis higroscòpics (llavors de núvols). Així, els núvols reflecteixen la llum del sol, de manera que un canvi en la quantitat mitjana de núvols provocaria canvis en la temperatura global.

No obstant això, el mecanisme natural que més afecta el clima és el vapor d’aigua, degut sobretot a l’efecte hivernacle (responsable d’uns 28 sobre 33ºC, és a dir, sense efecte hivernacle la temperatura mitjana global seria d’uns -18ºC). Les xicotetes variacions del vapor produeixen canvis en la temperatura global molt forts (com a exemple, podem citar El Niño del 97-98). Però, quina relació té això amb el sol? L’oceà és un gran magatzem i distribuïdor de la calor. La durada dels cicles solars afecta notablement a l’acumulació de calor en els oceans, de tal manera que estos l’expulsen cap a l’atmosfera de forma oscil·lant. Els cicles oceànics més coneguts són El Niño (MEI) i l’Oscil·lació Multidecadal l’Atlàntic (AMO).

Estes oscil·lacions no afecten la temperatura mitjana global a escales de temps molt llargues, però sí que poden fer que una dècada o una trentena d’anys siga més freda o més càlida (vore figura). Però, la variable natural ha determinat les variacions climàtiques de tot el segle passat? La resposta és “no”. Per a poder explicar l’escalfament global de la segona meitat del segle XX cal sumar totes les variables: les naturals ( sol, volcans, oceans … ) i les antropogèniques (gasos, aerosols, … ). El balanç energètic total (forçament radiatiu), explica perfectament tota l’evolució de la temperatura global, any rere any. Gràcies a este complet model, podem deduir que l’actual “pausa” de l’escalfament és perquè la contribució natural es troba en una “fase freda”, que contraresta la tendència positiva de la contribució antropogènica. Però ull! perquè es tracta només d’un miratge, un emmascarament: quan les variables naturals tornen a una fase positiva, la temperatura global es dispararà de nou. En definitiva, la contribució antropogènica està contínuament creixent, mentre que la part natural és oscil·lant. La suma d’ambdues contribucions fa que la temperatura global semble una escala, amb pujades i replans.

Figura. Esq) Principals forçaments radiatius que han governat el clima en els últims 130 anys: naturals (activitat solar, volcànica i efecte oceànic) i antropogènics (GEH i aerosols troposfèrics). Dreta) Estimació de les contribucions a la temperatura global (contribució natural, antropogènica, natural + antropogènica), i observació de la temperatura (mitjana de AMSU, NOAA, GISS i HadCru3). Font: Monjo (2014).

Aquest article fou publicat a MeteoVision el 30 de gener de 2014

Fig. 1. Cluster para el 15 de maig de 2012. A l’esquerre, mapes de 500hPa i pressió en superfície segons el GFS. A la dreta, estimació de l’error absolut.

A principis de juny podria mantenir-se certs residus de la vaguada que afectarà maig a la Península, però cladrà revisar les prediccions perquè siguen més fiables.

Fig. 2. Cluster para el 4 de juny de 2012. A l’esquerre, mapes de 500hPa i pressió en superfície segons el GFS. A la dreta, estimació de l’error absolut.

Disculpeu les molèsties.

          

De segur us haveu fixat que no sempre plou igual. De vegades plou constantment i d’altres cauen ruixats a colps o trompades. Cóm es mesura això?

Taula 1: Classificació del tipus de pluja segons l’índex n

En l’apartat de divulgació de temps.cat teniu una explicació detallada dels tipus de pluja (punxeu ací).

  

Actualitzat.

Us translladem que l’organisme oficial de l’Agència Estatal de Meteorologia (AEMET) avisa amb diferents nivells d’alerta segons consta en les imatges 2 i 3 (dalt).

D’altra banda, l’organisme privat de TiempoSevero ha emès l’alerta de la imatge 1.

Si l’alerta de l’AEMET és taronja o superior, cal estar alerta a les indicacions de Protecció Civil i a la informació de l’Agència Estatal de Meteorología

A més, a més, recomanem que fassin un seguiment del temps amb les nostres ferramentes de satèl·lits i radars. I per si us és útil, ací us mostrem el mapa d’alertes de TiempoSevero.es

Font: TiempoSevero.es

Per a més informació, recomanem visitar el web de TiempoSevero i seguir-nos al twitter (@tempscat)

Durant uns dies veureu molts canvis i proves.

Si busqueu algun article antic, el podeu trobar en l’antiga web, que hem guardat en un nou directori però que no s’actualitzarà.