Revista Cubana de Meteorología

Comportamiento del material particulado en La Habana durante 2021

RESUMEN El monitoreo de la contaminación atmosférica representa un aspecto fundamental para mejorar la calidad del aire. Esta puede verse afectada por diversos contaminantes. Para el caso específico de Cuba, destaca el material particulado como uno de los contaminantes urbanos más frecuentes. Por tales motivos, la presente investigación tuvo como objetivo, caracterizar el comportamiento del material particulado empleando el modelo System for Integrated modeLling of Atmospheric coMposition. Se obtuvo una serie diaria de concentraciones medias y máximas estimadas para La Habana durante el año 2021. Se realizó una caracterización del comportamiento del contaminante analizando las concentraciones medias diarias y medias mensuales. Se revisaron los días en que las concentraciones sobrepasaban los valores de las concentraciones máximas admisibles establecidas en la Norma Cubana. Además, se compararon estos resultados con los Valores Guías de Calidad del Aire recomendados por la Organización Mundial de la Salud. De forma general, los valores diarios estimados estuvieron en correspondencia con los patrones de distribución espacial y temporal característicos observados en estudios precedentes en la ciudad con monitoreo automático y activo. Se demuestra así la utilidad de la herramienta de las salidas del modelo System for Integrated modeLling of Atmospheric coMposition para brindar información de calidad del aire en La Habana.

ABSTRACT Air pollution monitoring is a key aspect of improving air quality. It can be affected by various pollutants. In the specific case of Cuba, particulate matter stands out as one of the most frequent urban pollutants. For these reasons, the objective of this research was to characterize the behavior of particulate matter using the System for Integrated modeling of Atmospheric coMposition. A daily series of estimated mean and maximum concentrations for Havana during the year 2021 was obtained. A characterization of the behavior of the pollutant was carried out by analyzing the average daily and average monthly concentrations. The days on which the concentrations exceeded the values of the maximum permissible concentrations established in the Cuban Standard were reviewed. In addition, these results were compared with the Air Quality Guideline Values recommended by the World Health Organization. In general, the estimated daily values corresponded to the characteristic spatial and temporal distribution patterns observed in previous studies in the city with automatic and active monitoring. Thus, the usefulness of the output tool of the System for Integrated model model coMposition to provide air quality information in Havana is demonstrated.

Efectos del calentamiento global sobre los procesos de la circulación atmosférica en el hemisferio Norte durante el periodo 1899-2019

Resumen La evolución de los Mecanismos Elementales de la Circulación Atmosférica en el hemisferio Norte es presentada utilizando la clasificación de Dzerdzeevskii, que en la actualidad abarca una serie de datos de 121 años (1899-2019) con información diaria. Se describen las características de su comportamiento multianual y estacional, utilizando las frecuencias de ocurrencia y sus anomalías en las distintas épocas del periodo de estudio y estaciones del año. El resultado demuestra la existencia de correlaciones estadísticamente significativas entre las anomalías anuales de las circulaciones meridionales del hemisferio Norte y las anomalías anuales de la temperatura media global, lo que permite establecer el grado de similitud en la relación entre los comportamientos de los procesos formadores del clima y el forzamiento externo que representa el calentamiento global sobre el sistema climático. También, se determinan los grupos, tipos de circulaciones y subtipos MEC predominantes en el hemisferio Norte que poseen una tendencia estadísticamente significativa y pueden asociarse al aumento reciente de los fenómenos meteorológicos peligrosos y de los efectos meteoro-trópicos extremos que afectan a los habitantes de la región.

Abstract The paper presents the evolution of the Elementary Mechanisms of Atmospheric Circulation in the Northern Hemisphere, applying the Dzerdzeevskii classification, which currently covers a data series of 121 years (1899-2019) with daily information. The characteristics of its multiannual and seasonal behavior were described, by means of the frequencies of occurrence and its anomalies at different times of the study period and seasons of the year. The result demonstrates the existence of statistically significant correlations between the annual anomalies of the southern circulations of the Northern Hemisphere and the annual anomalies of the global average temperature. It allows establishing the degree of similarity in the relationship between the behaviors of the climate-forming processes and the external forcing that global warming represents for the climate system. In addition, the predominant groups, types and subtypes of circulation mechanisms in the Northern Hemisphere were identified. They have a statistically significant trend and can be associated with the recent increase of dangerous meteorological phenomena and extreme meteor-tropic effects that affect the inhabitants of the region.

Factores físico meteorológicos que influyen en la intensidad de las lluvias intensas de corta duración en Cuba a partir del modelo SISPI

RESUMEN A escala local, las lluvias localmente intensas de corta duración se asocian a la actividad diaria de las tormentas eléctricas. En ocasiones causan notables impactos negativos a las infraestructuras sociales y la seguridad humana, aunque no están consideradas dentro de las Tormentas Locales Severas. Su predicción se hace muy compleja de acuerdo a su gran variabilidad espacial y temporal, además de los mecanismos y multiplicidad de factores que intervienen en su generación. El objetivo principal de esta investigación fue determinar los factores físico-meteorológicos que discriminan la ocurrencia de estos eventos intensos, contribuyendo así, a la elaboración de su futuro pronóstico a corto plazo. Se seleccionó una serie de factores como posibles discriminantes y que respondiendo a leyes y procesos de la física influyeron en la intensidad de la precipitación. Para comprobar si fueron efectivos, se estableció una comparación entre casos en los que las tormentas generaron lluvias localmente intensas de corta duración y casos en los que estas no generaron estos fenómenos, a partir del cálculo de variables termodinámicas. El resultado más relevante se les atribuyó a que todos los factores físico-meteorológicos presentaron valores propicios para generar eventos intensos de precipitación en superficie.

ABSTRACT At a local scale, locally intense short-duration rainfall is associated with the daily activity of thunderstorms. Sometimes, it causes significant negative impacts on social infrastructure and human safety, although it is not considered within the Severe Local Storms. Its prediction becomes very complex according to its great spatial and temporal variability, in addition to the mechanisms and multiplicity of factors that intervene in its generation. The main objective of this research is to determine the physical-meteorological factors that discriminate the occurrence of these intense events, thus contributing to the elaboration of their future short-term forecast. A series of factors were selected as possible discriminants and that, responding to laws and processes of physics, influenced the intensity of the precipitation. To check if they were effective, a comparison was established between cases in which the storms generated locally intense short-duration rainfall and cases in which they did not generate these phenomena, based on the calculation of thermodynamic variables. The most relevant result was attributed to the fact that all physical-meteorological factors presented values conducive to generating intense surface precipitation events.

Impacto del ozono troposférico en el cultivo de papa bajo situaciones sinópticas típicas en Cuba

RESUMEN En la investigación se evaluó el impacto del ozono troposférico (O3) en el cultivo de la papa en San José de las Lajas bajo la influencia de condiciones meteorológicas tipo. La información sobre las concentraciones de O3 se obtuvo de las salidas del modelo SILAM. La clasificación de los tipos de situaciones sinópticas se obtuvo a partir de los mapas del estado general del tiempo del Instituto de Meteorología. Para evaluar el impacto del O3 en el cultivo de la papa se utilizó el índice AOT40. El estudio se realizó para el período comprendido desde enero de 2021 hasta marzo de 2022. Se obtuvo el comportamiento diario y estacional de las concentraciones de O3, así como la variación de estas bajo la influencia de los distintos tipos de situaciones sinópticas. Los meses con mayores concentraciones diarias promedio de O3 coincidieron con el período poco lluvioso. Predominó la influencia de los anticiclones continentales migratorios durante más del 50% de los días analizados. Se observó un aumento de las concentraciones horarias de O3 en los días posteriores al paso de zonas frontales, lo cual evidenció el transporte transfronterizo de contaminantes desde Estados Unidos. La correlación obtenida entre los tipos de situaciones sinópticas y las concentraciones de O3 fue de moderada a baja. Las pérdidas estimadas en la producción de papa debido a la exposición al O3 fueron de 15 a 14 toneladas (4138-3999 USD).

ABSTRACT In the research, the influence of tropospheric ozone concentrations on potato crop under types of synoptic situations in San José de las Lajas was evaluated. The ozone concentrations data was obtained from the SILAM Model outputs. The classification of the typical synoptic situations was carried out from the synoptic maps of the Institute of Meteorology. For impact assessment of ozone exposure on potato crop AOT40 index was used. The study covered the period between January 2021 and March 2022. The daily and annual progress of the concentrations of ozone and their behavior under the influence of the typical synoptic situations were obtained. Months with the highest daily average ozone concentrations belonged to the season of lesser rains. The influence of continental migratories anticyclones predominated for the 50% of the total days analyzed. The highest daily ozone average concentrations were assigned to these typical synoptic situations. An increase of the ozone hourly concentrations was observed after frontal zones passed, evidencing transboundary transport of pollutants from US. The obtained correlation between tropospheric ozone concentrations and synoptic situations was from low to moderated level. The estimated potato crop losses for tropospheric ozone exposure were from 14 to 15 ton (4138-3999 USD).

Distribución espacial de la precipitación en la provincia de Cienfuegos

RESUMEN El conocimiento de la variabilidad espacial y temporal de la precipitación constituye un importante insumo para el estudio de las ciencias del ambiente, permitiendo caracterizar las condiciones climáticas de cualquier área sobre la superficie terrestre. La presente investigación tuvo como objetivo: estimar la distribución espacial de la precipitación en la provincia de Cienfuegos en el periodo 1991-2020. Para esto se compararon varios métodos de interpolación (Kriging ordinario, Inverso de la distancia ponderada y Regresión lineal múltiple) y se evaluó de forma objetiva cuál presentaba las mejores posibilidades para lograr el objetivo que se pretendió. Se determinó que el método de Regresión lineal múltiple resulta el más acertado para la estimación de la distribución espacial de las precipitaciones en la provincia de Cienfuegos mostrando una mayor eficiencia y menores errores en comparación con los otros dos. La interpolación espacial de la precipitación mediante el uso de este método permitió la obtención de coberturas continuas estadísticamente confiables de la lluvia en el periodo de estudio. La altura sobre el nivel del mar muestró relación directa significativa en todos los periodos temporales analizados, mientras que la distancia a la costa muestró una relación menos clara. Los mapas climáticos de precipitación mensuales, anuales y estacionales obtenidos constituyen una fuente de información valiosa para la toma de decisiones en las actividades socioeconómicas que se desarrollen, así como guías referenciales para las disímiles investigaciones que necesiten de los datos de esta variable.

ABSTRACT The knowledge of the spatial and temporal variability of precipitation constitutes an important input for environmental sciences studies, allowing the characterization of the climatic conditions of any area on the Earth's surface. The objective of this research is: Estimate the spatial distribution of precipitation in the province of Cienfuegos in 1991-2020 period. For this, several interpolation methods are compared (Ordinary Kriging, Inverse Distance Weighted and Multiple Linear Regression) and objectively evaluated to know which one presents the best possibilities to achieve the intended objective. It is determined that the Multiple Linear Regression method is the most accurate for estimating the spatial distribution of precipitation in the province of Cienfuegos, showing greater efficiency and lower errors compared to the other two. The spatial interpolation of precipitation using this method allowed obtaining statistically reliable continuous coverage of rainfall in the study period. The altitude shows a significant direct relationship in all the time periods analyzed, while the distance to the coast shows a less clear relationship. The climatic maps of monthly, annual and seasonal precipitation obtained constitute a source of valuable information for decision-making in the socioeconomic activities that are carried out, as well as reference guides for the dissimilar investigations that require data on this variable.

Comportamiento de indicadores de extremos climáticos en la provincia Holguín, Cuba

RESUMEN Se presenta el análisis de los regímenes de temperatura y precipitación para la provincia Holguín, en función nueve de los 27 indicadores extremos elaborados por el Grupo de Expertos para la Detección de Índices de Cambio Climático (ETCCDI). Se emplearon los datos climáticos de las estaciones meteorológicas de Cabo Lucrecia, La Jíquima y Pinares de Mayarí en el período 1971-2022, las cuales son representativas de las zonas costera, interior y montañosa de la provincia, respectivamente. Los resultados muestran, un incremento, estadísticamente significativo para el 5% de significación, de los indicadores referidos a la temperatura máxima y los días cálidos en las tres zonas climáticas, no así para el caso de la precipitación. Se concluye que el clima de la provincia Holguín está transitando a ser más cálido y seco a la vez con una posible redistribución de la precipitación dentro del año.

ABSTRACT The analysis of the temperature and rainfall regimes for the Holguin´s province are presented, in based on nine of the 27 extreme indicators prepared by the Expert Team of Climate Change Detection Indices (ETCCDI). Climatic data from the meteorological stations of Cabo Lucrecia, La Jiquima and Pinares de Mayari in the period 1971-2022, which are representative of the coastal, inland and mountainous areas of the province respectively were used. The results show an increase, statistically significant at a 5% level of significance, in the indicators referring to maximum temperature and warm days in the three climatic zones, not so in the case of precipitation. It´s concluded that the climate of the Holguín province is becoming warmer and drier at the same time with a possible redistribution of precipitation within the year.

Lluvia anual y estacional en Cuba. Influencia de índices climáticos

Resumen En Cuba se han realizado periódicamente estudios de la lluvia para confeccionar mapas isoyéticos, con los cuales se han estimado valores históricos de referencia para esta variable. Los trabajos hechos hasta la fecha han utilizado redes con diferente grado de cobertura espacial y temporal; y los análisis han sido eminentemente estadísticos, particularmente dirigidos al completamiento de datos y la discusión de la calidad de éstos. En este artículo se hace un estudio de la lluvia promedio anual en los 90 años comprendidos entre 1931 y 2020 y a escala estacional para el período 1961-2020. El objetivo del trabajo es caracterizar el comportamiento anual y estacional de esta variable en Cuba y las regiones occidental, central y oriental, acompañado del examen de las tendencias y los valores promedios en escenarios favorables, neutros o desfavorables según el estado de los índices climáticos ENOS, NAO y los Huracanes.

Abstract In Cuba, periodically, rainfall study have been carried out to prepare isohyietic maps, with which historical reference values have been estimated. For it has used networks with different degrees of spatial and temporal coverage; and the analyzes have been eminently statistical, particularly aimed at completing the data and discussing its quality. In this article, a study is made of the annual rainfall in the 90 years between 1931 and 2020 and on a seasonal scale for the period 1961-2020. The objective is to characterize the annual and seasonal behavior of this variable in Cuba and the western, central and eastern regions, accompanied by the examination of the trends and average values in favorable, neutral or unfavorable scenarios according to the state of the climatic indices ENSO, NAO and the Hurricanes.

Tipos de situaciones sinópticas que favorecieron el arribo de sargazos a las costas cubanas en el período julio 2021 - junio 2023

RESUMEN En Cuba, tanto en la costa norte como en la sur, la presencia de sargazos ha ocurrido y se ha reportado desde varios ángulos de observación por distintos autores. Estas macroalgas provocan un aumento de la mortalidad de varias especies marinas como peces, tortugas marinas e invertebrados costeros y pueden ser un severo impacto para la pesca local, la acuicultura y el turismo. Es por ello, que resulta de gran importancia conocer las condiciones atmosféricas favorables para el desplazamiento del sargazo. Teniendo en cuenta lo anterior, se plantea como objetivo principal analizar los Tipos de Situaciones Sinópticas favorables para el arribo de sargazos a las costas cubanas. En este artículo se utilizó la clasificación de los Tipos de Situaciones Sinópticas elaborada por Lapinel en 1988. Se demostró que la situación sinóptica que influye con mayor frecuencia en el archipiélago cubano es el anticiclón continental migratorio, seguidamente del anticiclón oceánico subtropical y del flujo anticiclónico extendido. Además, se mostró que los vientos del primer y segundo cuadrante, impuestos por los sistemas de altas presiones, son factores importantes en la llegada de sargazos a los litorales cubanos. Por otra parte, se comprobó que la costa sur de Cuba se ve más afectada por la llegada de sargazos que la costa norte, siendo la región oriental la que presentó un número mayor de reportes de arribo de estas macroalgas, principalmente, la provincia Guantánamo. También, se evidenció que en el período lluvioso (mayo - octubre) las costas cubanas se ven más afectadas por el arribo de sargazos, siendo los meses junio y septiembre los más representativos.

ABSTRACT In Cuba, both on the northern and southern coasts, the presence of sargassum has occurred and has been reported from various observation angles by different authors. These macroalgae cause an increase in the mortality of several marine species such as fish, sea turtles and coastal invertebrates and can have a severe impact on local fishing, aquaculture and tourism. For this reason, it is of great importance to know the favorable atmospheric conditions for the movement of sargassum. Taking into account the above, the main objective is to analyze the Types of Synoptic Situations favorable for the arrival of sargassum to the Cuban coasts. In this article, the classification of the Types of Synoptic Situations developed by Lapinel in 1988 was used. It was demonstrated that the synoptic situation that most frequently influences the Cuban archipelago is the migratory continental anticyclone, followed by the subtropical oceanic anticyclone and the extended anticyclonic flow. In addition, it was shown that the winds of the first and second quadrant, imposed by high pressure systems, are important factors in the arrival of sargassum to the Cuban coastlines. On the other hand, it was found that the southern coast of Cuba is more affected by the arrival of sargassum than the northern coast, with the eastern region being the one that presented a greater number of reports of the arrival of these macroalgae, mainly the Guantánamo province. Also, it was evident that in the rainy period (May - October) the Cuban coasts are most affected by the arrival of sargassum, with the months June and September being the most representative.

Zonificación edafoclimática de Phaseolus vulgaris L. en la provincia de Cienfuegos

RESUMEN El frijol constituye uno de los granos fundamentales en la alimentación en Cuba junto al arroz y las viandas; es un alimento de preferencia en la dieta diaria. La investigación se realizó con el objetivo de determinar zonas óptimas de la provincia de Cienfuegos para el cultivo de Phaseolus vulgaris L., con el uso del sistema de información geográfica, en función de alcanzar un mayor rendimiento. La metodología utilizada se fundamentó en la desarrollada por la Organización de las Naciones Unidad para la Alimentación y la Agricultura para la zonificación agroecológica, adecuada a las condiciones concretas de la especie y el territorio estudiado. Se obtuvo el mapa de zonificación edafoclimática de la provincia para el cultivo del frijol común a través del análisis multicriterio y la superposición ponderada de mapas temáticos en conformidad a las variables climáticas (temperatura y precipitación), edáficas (drenaje, textura del suelo y profundidad efectiva) y topográficas (pendiente y altitud) locales. Los resultados permitieron obtener una superficie total de 188 675,87 ha-1 con condiciones edafoclimáticas adecuadas para el desarrollo del frijol común.

ABSTRACT Beans are one of the fundamental grains in the Cuban diet, along with rice and root vegetables; it is a preferred food in the daily diet. The research was carried out with the aim of determining optimal areas in the province of Cienfuegos for the cultivation of Phaseolus vulgaris L., using geographic information systems, in order to achieve higher yields. The methodology used was based on that developed by the Food and Agriculture Organization of the United Nations for agroecological zoning, adapted to the specific conditions of the species and the studied territory. The edaphoclimatic zoning map of the province for the cultivation of common beans was obtained through multicriteria analysis and weighted overlay of thematic maps, taking into account local climate variables (temperature and precipitation), soil variables (drainage, soil texture, and effective depth), and topographic variables (slope and altitude). The results allowed for the identification of a total area of 188,675.87 ha-1 with suitable edaphoclimatic conditions for the development of common beans.

Material particulado en dos localidades de La Habana

RESUMEN Las ciudades y zonas industriales pueden registrar niveles de calidad del aire inadecuados con efectos negativos sobre la salud humana y los ecosistemas. En Cuba uno de los contaminantes que con mayor frecuencia supera las concentraciones máximas admisibles establecidas es el Material Particulado. Por tal motivo, el objetivo de la presente investigación fue analizar la variación espacial y temporal del material particulado en dos localidades de La Habana desde noviembre de 2015 hasta octubre de 2016. Se utilizaron datos horarios de concentración provenientes de dos Estaciones Automáticas de Monitoreo Atmosférico. El procesamiento estadístico de los datos fue realizado empleando los softwares MS-Excel y Origin 2016. Se aplicaron las pruebas no paramétricas U de Mann-Whitney, H de Kruskal-Wallis y Dunn. En San Miguel del Padrón siempre se observaron concentraciones de material particulado superiores con respecto al Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas por las características propias de cada estación. El PM10 y PM2.5 alcanzaron sus valores promedios máximos en horas de la mañana. El PM2,5 fue el contaminante que con frecuencia mayor incumplió la norma para 1 hora y el PM10 fue el contaminante que con frecuencia mayor incumplió para 24 horas.

ABSTRACT Cities and industrial areas can experience inadequate air quality levels with negative effects on human health and ecosystems. In Cuba, one of the pollutants that most frequently exceeds the established maximum admissible concentrations is Particulate Matter. For this reason, the objective of this research was to analyze the spatial and temporal variation of particulate matter in two locations in Havana from November 2015 to October 2016. Hourly concentration data from two Automatic Atmospheric Monitoring Stations were used. The statistical processing of the data was carried out using the MS-Excel and Origin 2016 software. The non-parametric Mann-Whitney U, Kruskal-Wallis H, and Dunn tests were applied. In San Miguel del Padrón, higher concentrations of particulate matter were always observed with respect to the Higher Institute of Technologies and Applied Sciences due to the characteristics of each station. PM10 and PM2.5 reached their maximum average values in the morning hours. PM2.5 was the pollutant that most frequently breached the standard for 1 hour and PM10 was the pollutant that most frequently breached the standard for 24 hours.