Revista Cubana de Meteorología

Lluvias localmente intensas asociadas con tormentas locales severas. Condiciones sinópticas y mesoescalares

RESUMEN A partir de treinta casos de estudio se determinaron las condiciones sinópticas y de mesoescala que favorecieron la ocurrencia de lluvias localmente intensas asociadas con Tormentas Locales Severas (TLS) en las regiones central y oriental de Cuba durante el período lluvioso. Se identificaron cinco configuraciones sinópticas fundamentales caracterizadas por un ambiente de débil cizalladura vertical del viento en la capa superficie- 500 hPa y un predominio de altos valores de humedad relativa en niveles bajos con una capa seca en niveles medios. El análisis de las imágenes de satélite, las observaciones de radar y las salidas del modelo WRF arrojaron que las celdas convectivas que provocaron un evento de lluvia localmente intensa en combinación con un evento severo, se caracterizaron por presentar eco centroides de gran extensión en la vertical por encima de la isoterma de 0ºC y en su disipación los ecos centroides de máxima reflectividad se encontraban por debajo de los 5 km de altura, generados principalmente por la interacción de los rollos convectivos horizontales con el frente de brisa de mar.

ABSTRACT From thirty cases of study were determined the synoptic and mesoscale conditions that favored the occurrence of locally intense rains associated with Severe Local Storms (TLS) in the central and eastern regions of Cuba during the rainy season. Five fundamental synoptic configurations were identified characterized by an environment of weak vertical wind shear in the surface layer - 500 hPa and a predominance of high relative humidity values at low levels with a dry layer at medium levels. The analysis of the satellite images, the radar observations and the outputs of the WRF model showed that the convective cells that caused a locally intense rain event in combination with a severe event were characterized by having large centroid echoes in the vertical by above the isotherm of 0ºC and in its dissipation the centroid echoes of maximum reflectivity were below 5 km in height, generated mainly by the interaction of the horizontal convective rolls with the sea breeze front.

Resumen de la temporada invernal 2018-2019 en las provincias de Artemisa y Mayabeque

RESUMEN En la investigación se realiza un análisis de la temporada invernal 2018-2019, haciendo énfasis en la distribución mensual de los frentes fríos, intensidad y la ocurrencia de tiempo severo, además se identificaron las situaciones sinópticas más significativas durante el período y se realizó un análisis particular a las bajas extratropicales del mes de diciembre y enero, donde la amplia circulación de estos sistemas afectó ambos territorios. Para realizar la investigación se utilizaron los resúmenes del paso de los frentes fríos, observaciones y gráficos de las estaciones meteorológicas. Después de analizar la información disponibles se obtuvo que 17 frentes fríos entraron a la provincia, valor que está cercana a la media que son 19 frentes (González, 1999), el mes de mayor frecuencia fue enero con 5 y las situaciones sinópticas más significativas ocurrieron el 20 de diciembre y 27 de enero donde se reportaron vientos fuertes, inundaciones costeras en la costa sur de las provincias y lluvias fuertes.

ABSTRACT In the research an analysis of the winter season 2018-2019 is made, emphasizing the monthly distribution of the cold fronts, intensity and the occurrence of severe weather, in addition the most significant synoptic situations were identified during the period and an analysis was carried out. particular to the extratropical losses of the month of December and January, where the wide circulation of these systems affected both territories. To carry out the investigation, the summaries of the passage of the cold fronts, observations and graphs of the meteorological stations were used. After analyzing the available information, it was found that 17 cold fronts entered the province, a value that is close to the average of 19 fronts (González, 1999), the month with the highest frequency was January with 5 fronts, and the most significant synoptic situations occurred on December 20 and January 27, where strong winds, coastal floods on the southern coast of the provinces and heavy rains were reported.

Deterioro de la calidad del aire en la ciudad de Caibarién por el SO₂, emitido de las fuentes fijas. Provincia Villa Clara, Cuba

RESUMEN La evaluación de la calidad del aire urge en los momentos actuales con el propósito de preservar la salud de los humanos, este caso hace referencia a las emisiones del dióxido de azufre (SO2) por las 64 fuentes fijas del municipio de Caibarién, provincia de Villa Clara y su influencia en la ciudad, en el año 2018. El objetivo general fue evaluar la calidad del aire para SO2 a partir de las emisiones a la atmósfera producidas por estas fuentes. Se utilizó el método de cálculo basado en el factor de emisión para determinar la tasa de los contaminantes de ambas fuentes y la modelación de la dispersión del contaminante para evaluar la calidad del aire. Los principales resultados fueron, el 69% de las fuentes fijas están bien ubicadas y emitieron el 1% del total, el 26% están parcialmente bien ubicadas y expulsaron el 96% y el 5% están mal ubicadas y emitieron el 3%. Las áreas con deterioro de la calidad del aire en la ciudad de Caibarién se ubican a sotavento de las fuentes fijas mal ubicadas, principalmente las tenerías, con categoría de ¨Mala¨ y ¨Deficiente¨ en 24 horas. Se proponen acciones que contribuyen a reducir el consumo de combustible, elevar la eficiencia energética, minimizar las emisiones y favorecer el transporte y dispersión del contaminante, influyendo positivamente en la elevación de la calidad del aire en las zonas afectas.

ABSTRACT The evaluation of the quality of the air urges in the current moments with the purpose of preserving the health of the humans, this case makes reference to the emissions of the dioxide of sulfur (SO2) for the 64 fixed sources of the municipality of Caibarién, county of Villa Clara and its influence in the city, in the year 2018. The general objective was to evaluate the quality of the air for SO2 starting from the emissions to the atmosphere taken place by these sources. The calculation method was used based on the emission factor to determine the rate of the pollutants of both sources and the moderation of the dispersion of the pollutant to evaluate the quality of the air. The main results were, 69% of the fixed sources is well located and they emitted 1% of the total, 26% is partially well located and they expelled 96% and 5% they are not well located and they emitted 3%. The areas with deterioration of the quality of the air in the city of Caibarién are located to leeward of the not well located fixed sources, mainly the tanneries, with category of ¨Bad¨ and ¨Faulty¨ in 24 hours. They intend actions that contribute to reduce the consumption of fuel, to elevate the energy efficiency, to minimize the emissions and to favor the transport and dispersion of the pollutant, influencing positively in the elevation of the quality of the air in the areas affects.

Estimación de la carga contaminate por PM₁₀ en los municipios costeros, provincia Villa Clara, Cuba

RESUMEN En este trabajo se muestra el inventario de emisiones atmosféricas de las 306 fuentes fijas distribuidas en los sietes municipios costeros de la provincia de Villa Clara en el año 2018. El objetivo general fue cuantificar las emisiones del PM10 a la atmósfera producidas por estas fuentes fijas. Se utilizó el método de cálculo basado en el factor de emisión para determinar la tasa del contaminante por fuentes. Los principales resultados fueron, actualizar el inventario de emisiones de las fuentes fijas en esta zona del territorio provincial, desglosado por municipios, Oaces y de acuerdo a la clasificación de estas fuentes teniendo en cuenta el impacto sobre la calidad del aire. Se logró determinar que el 80% de las fuentes fijas están bien ubicadas y emiten el 2% del total de este contaminante, el 17% están parcialmente bien ubicadas y emiten el 96% y por último el 3% están mal ubicadas y emiten el 2% de la carga. La emisión total del PM10 fue de 2 191,5 t/año, representando el 75% del total provincial, de ello las fuentes fijas bien ubicadas emitieron 42,7 t/año, las parcialmente bien ubicadas 2 105,8 t/año y las mal ubicadas 43 t/año. Estos resultados proporcionan la información necesaria e imprescindible para las propuestas de acciones que contribuyan a reducir emisiones, minimizar episodios críticos de contaminación atmosférica y realizar la modelación de la dispersión del contaminante y su evaluación.

ABSTRACT In this work the inventory of atmospheric emissions of the 306 fixed sources is shown distributed in the seven coastal municipalities of the county of Villa Clara in the year 2018. The general objective was to quantify the emissions from the PM10 to the atmosphere taken place by these fixed sources. The calculation method was used based on the emission factor to determine the rate of the pollutant for sources. The main results were, to modernize the inventory of emissions of the fixed sources in this area of the provincial territory, removed by municipalities, Oaces and according to the classification of these sources keeping in mind the impact about the quality of the air. It was possible to determine that 80% of the fixed sources is well located and they emit 2% of the total of this pollutant, 17% is partially well located and they emit 96% and lastly 3% is not well located and they emit 2% of the load. The total emission of the PM10 was of 2 191,5 t/year, representing 75% of the provincial total, of it the well located fixed sources emitted 42,7 t/year, those partially well located 2 105,8 t/year and the not well located 43 t/year. These results provide the necessary and indispensable information for the proposals of actions that they contribute to reduce emissions, to minimize critical episodes of atmospheric contamination and to carry out the modelation of the dispersion of the pollutant and its evaluation.

Externalidades atmosféricas asociadas a las centrales termoeléctricas cubanas en el año 2015

RESUMEN El presente trabajo constituye una actualización en las metodologías de estimación de los costos externos o externalidades atmosféricas durante la operación de las Centrales Termoeléctricas (CTE) en el país. Como metodología general se utiliza la metodología «Vías de impacto». Las actualizaciones fueron hechas en cada una de sus etapas. Para obtener el inventario de contaminantes emitidos se emplearon Factores de Emisión obtenidos de mediciones in situ que actualmente están siendo incorporado en diferentes estudios. Utilizando la herramienta SIMPACTS se realizaron las modelaciones de transporte de la contaminación atmosférica. El SIMPACTS en su versión actual es superior a sus versiones anteriores por tratar el transporte de contaminantes con el sistema de modelos CALMET-CALPUFF-CALPOST, que es actualmente el modelo regulatorio de la EPA para evaluar la dispersión de contaminantes en zonas de meteorología compleja y entre 50-300 km de la fuente de emisión. Este sistema de modelos se ajusta perfectamente al dominio de modelación local y regional. Se realizó además una búsqueda y actualización de valores de Funciones Exposición-Respuesta para ello se utilizaron los estudios internacionales disponibles y más recientes. Se estimaron y (o) actualizaron nuevos costos en salud para los efectos seleccionados a partir de estudios más recientes, entre ellos EPA, 2017. Los resultados obtenidos para el año 2015 muestran valores de externalidades entre 0.02-0.64 centavos CUC/kWh.

ABSTRACT The present work is an update in the methodologies of estimation of the external costs or atmospheric externalities during the operation of the Thermoelectric Power Plants (TPP) in the country. As a general methodology, was used the Impact Pathways methodology. In each of its stages of the methodology were incorporated new updates. To obtain the pollutants emitted inventory, were also incorporated the Emission Factors obtained from in situ measurements. The SIMPACTS tool carried out the modeling transport of atmospheric pollution. The SIMPACTS current version is better to its previous versions in the step of pollutants transport, because was used the system models CALMET-CALPUFF-CALPOST, which is currently the regulatory model of the EPA to assess the dispersion of pollutants in complex meteorological areas and between 50-300 km from the emission source. This model perfectly fits modeling for the local and regional domain. In addition was carried out, a search and update of Exposure-Response Function values. The most recent and available international studies were used. New health costs and / or updated were estimated, for the effects selected from the most recently studies, including EPA, 2017. The results obtained for the year 2015, show values of externalities between 0.02-0.64 cents CUC/kWh.

Condiciones sinópticas que favorecen las precipitaciones durante la mañana en el período lluvioso en La Habana

RESUMEN Para la ocurrencia de precipitaciones en la mañana se pueden presentar una serie de patrones circulatorios a escala sinóptica, sin embargo es vital conocer el comportamiento de variables como la humedad relativa, temperatura del aire, así como el campo de viento, claves en este tipo de fenómeno meteorológico. Es por esto, que en la presente investigación se realizó un estudio para determinar las condiciones sinópticas que favorecen las precipitaciones durante la mañana en el período lluvioso. Para dicho estudio se usaron los datos de las estaciones meteorológicas de la provincia de La Habana, mapas de reanálisis y las variables meteorológicas antes mencionadas en toda la columna troposférica. Este estudio aportó un total de cinco condiciones sinópticas (cuatro de ellas con una alta significancia estadística). Para ello, se analizaron también los mapas medios de las variables meteorológicas en los niveles de 850, 700, 500 y 200 hPa, en busca de los más representativos para la ocurrencia de este fenómeno en aquellos casos que no presentaron un fondo sinóptico totalmente favorable. Para la humedad relativa los niveles bajos y medios fueron los de mayor aporte, disminuyendo con la altura. En todos los casos la temperatura no resultó significativa para incentivar las precipitaciones mañaneras puesto que presenta valores inferiores en las capas bajas de la troposfera y una homogeneidad en el nivel medio. El campo de viento en la horizontal tampoco fue significativo, sin embargo presentó una fuerte cizalladura vertical, particularidad que influye en la inestabilidad atmosférica y por tanto contribuye a un mayor desarrollo de la actividad convectiva.

ABSTRACT The occurrence of rainfall in the morning is cause for a series of synoptic patterns. The behavior of variables such as relative humidity, air temperature, as well as the wind field, keys an important role in this type of meteorological phenomenon. For this reason, the main objective of the present investigation is determining the synoptic conditions that favor precipitations during the morning in the rainy season for Havana (Cuba). For this study, we used the data of meteorological stations of the province of Havana, reanalysis maps and the meteorological variables on the entire tropospheric column. We obtained a total of five synoptic conditions (four of them with a high statistical significance). For this, we analyzed the average maps of the meteorological variables in the levels of 850, 700, 500 and 200 hPa, searching favorable conditions for the occurrence of this phenomenon. For the relative humidity, the low and medium levels were those of greater contribution to the rainy process, decreasing with height. In all cases, the temperature had not a significant contribution to the morning rainfall. The wind field in the horizontal had not an important contribution, however it presented a strong vertical shear and this peculiarity influences the atmospheric instability and therefore contributes to a greater development of convective activity.

Cantidad de días con lluvia y eventos significativos de sequía en el centro de Cuba

RESUMEN Las tendencias climáticas observadas en todo el Caribe durante las últimas décadas, indican un aumento en la frecuencia e intensidad de la sequía. En Cuba existe un estrecho vínculo entre los eventos de sequía significativos con la influencia de fuertes sistemas anticiclónicos, que actúan desfavorablemente en el desarrollo de las lluvias de cualquier magnitud. De ahí la importancia de investigar cuánto llueve y con qué frecuencia e intensidad lo hace. Por tales razones, el presente trabajo analiza el comportamiento de la cantidad de días con lluvia total y por intervalos en el centro de Cuba, así como su posible relación con la ocurrencia de eventos significativos de sequía desde 1981 al 2010. Se utilizaron los softwares estadísticos Statgraphics 5.1 y Microsoft Office Excel 2016 para la obtención de la tendencia y parámetros estadísticos de los días con lluvia en 19 estaciones meteorológicas. La distribución espacial se realizó mediante el Sistema de Información Geográfico ArcGIS (v 2.14). El método de los deciles fue empleado para analizar los períodos con mayor déficit de días con lluvia y se relacionaron con variables meteorológicas, que reflejan la influencia de procesos atmosféricos en el desarrollo de la sequía, como las superficies Geopotenciales y Omega. Los resultados confirmaron mayor distribución de días con lluvia hacia el interior y zonas montañosas, con mayor concentración en los intervalos menores de 50 mm de precipitación, una tendencia creciente pero solo estadísticamente significativa para el intervalo de 0.1 mm a 10 mm y una gran relación entre los días con lluvia con períodos significativos de sequía.

ABSTRACT The climatic trends observed throughout the Caribbean in the last decades show an increase in the frequency and intensity of the drought. In Cuba exists a close link between the significant drought events and the influence of strong anticyclonic systems, that acts against the development of any kind of rain amount. Therefore, the importance of researching how much it rains and how often and the intensity of it. This work analyzes the behavior of the amount of rainy days in total and by intervals in the central regions of Cuba, the possible relation with the occurrence of significant droughts events from 1981 to 2010. The statistical software Statgraphics 5.1 and Microsoft Office Excel 2016 were used to obtain the trend and statistical parameters of rainy days in 19 weather stations. The spatial distribution was made through the Geographic Information System ArcGIS (v 2.14). The decile method was used to analyze the highest deficit periods of rainy days and It were related to meteorological variables, that reflect the atmospheric processes influence in the drought´s development, such as Geopotential surfaces and Omega. The results confirmed a greater distribution of rainy days in the interior and mountainous areas, with a greater concentration in the intervals less than 50 mm of precipitation, an increasing trend but only statistically significant about the 0.1 m to 10 mm and a great relationship between rainy days and significant periods of drought were found.

Estudio del peligro producido por vientos extremos en Cuba

RESUMEN Las investigaciones relacionadas con el período de retorno de vientos extremos en Cuba contienen un número limitado de estaciones meteorológicas y considera las rachas máximas anuales del viento. En tal sentido, el objetivo de este artículo es evaluar el peligro producido por vientos máximos en Cuba utilizando valores máximos del viento diarios de los registros de estaciones, el cual es cuantificado usando el periodo de retorno, empleando la técnica de “Picos sobre la referencia” para fijar la curva de valores extremos a través de la Distribución Generalizada de Pareto. En el artículo también se presenta una técnica computacional eficiente para la separación de los tipos de viento y el correspondiente cálculo de la curva de PR para los sinópticos y de tormenta con el Intervalo de Confiabilidad para una probabilidad del 95%. Esto es de suma importancia para las autoridades que deben elaborar planes de gestión de riesgos y la incorporación de las medidas requeridas, así como ayuda a la planeación urbana, tratando de evitar el desarrollo de centros urbanos en regiones de alto peligro. En general se encontró que el peligro producido por vientos no huracanados en Cuba es relativamente bajo. También se comprobó que los registros de las estaciones son adecuados para calcular el peligro producido por viento, aunque en algunas estaciones se encontraron errores en la caracterización de las condiciones de tiempo presente, por lo que como parte de este trabajo se implementó una técnica sencilla que permite corregir estos errores.

ABSTRACT The researches related to the return period of extreme winds in Cuba contain a limited number of meteorological stations and consider the annual maximum gusts of wind. In this sense, evaluate the danger caused by maximum winds in Cuba is the goal of this article. For that, maximum daily wind values of the station records were use, which is quantified using the return period, using the technique of "Peaks on the Reference" to set the curve of extreme values through the Generalized Pareto Distribution. The article also presents an efficient computational technique for the separation of wind types and the corresponding calculation of the PR curve for the synoptics and storm with the Reliability Interval for a 95% probability. This is important for the authorities that must prepare risk management plans and the incorporation of the required measures, as well as aid for urban planning, trying to avoid the development of urban centers in high risk regions. In general, it was found that the danger caused by non-hurricane winds in Cuba is relatively low. It was also found that the station records are adequate to calculate the danger caused by wind, although in some station’s errors were found in the characterization of the present weather conditions, so as part of this work a simple technique was implemented to correct these errors.

Análisis de la tormenta local severa ocurrida el 5 de mayo del 2018 en la provincia de Camagüey

RESUMEN La presente investigación se basa en el estudio de una Tormenta Local Severa, ocurrida en la ciudad de Camagüey el 5 de Mayo del 2018, la cual estuvo relacionada con la presencia de una vaguada en superficie, reflejo de una baja fría superior en niveles medios de la tropósfera con presencia de corrientes del noreste y este, siendo la segunda condición de más influencia en nuestra provincia, que junto a fuerte calentamiento y el incremento de la energía hacen la combinación necesaria de la actividad convectiva y sobre todo a la caída de granizos y vientos linealmente fuerte los cuales pueden causar daños a la economía, la población, e incluso la pérdida de vidas humanas. En la investigación se presenta un análisis a partir del sondeo del horario de la 1800 UTC donde se analizaron los valores obtenidos de los principales índices termodinámicos como la energía convectiva potencial disponible (CAPE), índice de levantamiento (LI), índice total totales (TT), total cruzado (TC), índice Kaidach (KI) y el índice de amenaza de tiempo severo (SWEAT). Se analiza el comportamiento medio de la humedad en la capa de superficie a 3 y 6 km respectivamente, así como la estructura vertical del viento, caracterizada por los niveles de 850, 700, 600 y 500 hPa. El resultado que se expone puede servir de guía durante el desarrollo del trabajo operativo de los meteorólogos en la vigilancia meteorológica.

ABSTRACT The present investigation is based on the study of a Severe Local Storm, which occurred in the city of Camagüey on May 5, 2018, which was related to the presence of a surface trough, reflecting a higher cold fall in average levels of the troposphere with the presence of currents from the northeast and east, being the second most influential condition in our province, which together with strong warming and increased energy make the necessary combination of convective activity and especially the fall of hail and linearly strong winds which can cause damage to the economy, the population, and even the loss of human lives. The investigation presents an analysis based on the survey of the 1800 UTC schedule where the values obtained from the main thermodynamic indices were analyzed, such as the potential convective energy available (CAPE), the survey index (LI), total total index (TT), crossed total (TC), Kaidach index (KI) and the severe weather threat index (SWEAT). The average behavior of the humidity in the surface layer at 3 and 6 km respectively is analyzed, as well as the vertical structure of the wind, characterized by the levels of 850, 700, 600 and 500 hPa. The result that is exposed can serve as a guide during the development of meteorologists' operational work in meteorological surveillance.

Inundaciones costeras en Guantánamo

RESUMEN Se presenta un estudio de las inundaciones costeras en la provincia Guantánamo durante el período 1960 - 2018, abarcando los sistemas meteorológicos generadores, zonas afectadas, y magnitud, homogeneizándola con las del resto del país. Se emplearon los resultados del proyecto territorial “Estudio de las inundaciones costeras en la ciudad de Baracoa”, los estudios de PVR concerniente a este fenómeno, y del proyecto nacional P211HL007 - 015 “Procedimiento para la ejecución y uso de las observaciones del estado de la superficie marina desde estaciones costeras en la predicción del oleaje e inundaciones costeras en el territorio cubano”, intercambios con pobladores de zonas costeras, archivos del CMP de Guantánamo, del INSMET, de la Defensa Civil y del CITMA en Baracoa, reportes de prensa, y los reanálisis NCEP/NCAR (Natinal for Environmental Prediction/National Center for Atmosphere Research) de la NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration). Se concluye que las inundaciones costeras en la provincia son generadas por la afectación de anticiclones migratorios, la interacción de estos con bajas extratropicales, y por ciclones tropicales, siendo el litoral de Baracoa la zona más vulnerable. Los resultados pueden ser utilizados en elevar la percepción del riesgo que posee la población en cuanto a la afectación de inundaciones costeras, la actualización de los estudios de PVR de desastre relacionados con este peligro, así como en los planes de contingencia de los órganos del Gobierno y Defensa Civil como instrumento en la toma de decisiones y de enfrentamiento territorial al cambio climático contempladas en la tarea vida.

ABSTRACT A study of the coastal floods is presented in the county Guantánamo during the period 1960 - 2018, embracing the systems meteorological generators, affected areas, and magnitude, homogenizing her with those of the rest of the country. The results of the territorial project “Study of the coastal floods was used in the city of Baracoa”, the studies of concerning PVR to this phenomenon, and of the national project “Procedure for the execution and use of the observations of the state of the marine surface from coastal stations in the prediction of the surf and coastal floods in the territory cuban”, exchanges with residents of coastal areas, files of the CMP of Guantanamo, of the INSMET, of the Civil Defense and of the CITMA in Baracoa, press reports, and the reanálisis NCEP/NCAR (Natinal for Environmental Prediction/National Center for Atmosphere Research) of the NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration). You concludes that the coastal floods in the county are generated by the affectation of migratory anticyclones, the interaction of these with low extratropicales, and for tropical hurricanes, being the coast of Baracoa the most vulnerable area. The results can be used in the perception of the risk that the population possesses as for the affectation of coastal floods rising, the bring up to date of the studies of PVR of disaster related with this danger, as well as in the plans of contingency of the Government's organs and Civil Defense as instrument in the taking of decisions and of territorial confrontation to the climatic change contemplated in the task life.