Revista Cubana de Meteorología

Taller Semestral del Proyecto: “Perfeccionamiento del Sistema de Pronóstico Energético para Parques Eólicos y Fotovoltaicos conectados al Sistema Eléctrico Nacional (SEN)”

Incidencia de los contaminantes atmosféricos sobre enfermedades respiratorias en zonas de 2 municipios de La Habana en el trienio 2015 - 2017

RESUMEN La contaminación atmosférica agrava las enfermedades respiratorias, vasculares y el cáncer. La incidencia de la contaminación atmosférica en zonas de los municipios Centro Habana y Cerro sobre las enfermedades respiratorias durante el trienio 2015-2017, es el objetivo principal del presente estudio. Se realizó un estudio observacional descriptivo del SO2, NO2 y material particulado menor de 10 micras. Se incluyeron valores de tendencia central, porcentaje de transgresión de concentraciones máximas admisibles (CMA), valores máximos y percentiles 90, 95 y 99. El PM10 es el mayor contribuyente al deterioro de la calidad del aire aun reduciéndose sus tenores. Los percentiles muestran al año 2015 con mayor presencia de PM10, NO2 y SO2, este último vuelve a superar la CMA en el percentil 99 en el año 2017. La estimación de riesgos asociados a altas concentraciones de SO2, NO2 y PM10, mostró que mejora la calidad del aire, pero persisten riesgos de salud, sobre todo para el PM10. El Área de Salud Abel Santamaría, fue la más afectada en indicadores de salud en el trienio. Se recomienda combinar los resultados del monitoreo de contaminantes atmosféricos con la vigilancia epidemiológica, evaluando funciones concentración-respuesta propias, e incorporar mediciones meteorológicas para conocer su influencia sobre los contaminantes a evaluar.

ABSTRACT Air pollution aggravates respiratory and vascular diseases and cancer. The incidence of air pollution in areas of the Centro Habana and Cerro municipalities on respiratory diseases during the 2015-2017 triennium is the main objective of this study. A descriptive observational study of SO2, NO2 and particulate matter smaller than 10 microns was carried out. Values of central tendency, percentage of transgression of maximum admissible concentrations (CMA), maximum values and 90th, 95th and 99th percentiles were included. PM10 is the greatest contributor to the deterioration of air quality even though its contents are reduced. The percentiles show the year 2015 with a greater presence of PM10, NO2 and SO2, the latter once again exceeding the CMA at the 99th percentile in 2017. The estimation of risks associated with high concentrations of SO2, NO2 and PM10, showed that air quality improves, but health risks persist, especially for PM10. The Abel Santamaría Health Area was the most affected in terms of health indicators in the three-year period. It is recommended to combine the results of the monitoring of air pollutants with epidemiological surveillance, evaluating their own concentration-response functions, and incorporating meteorological measurements to determine their influence on the pollutants to be evaluated.

La Climatología Sinóptica en Cuba. Parte 1: Evolución de los estudios sobre los tipos de situaciones que afectan a Cuba

RESUMEN El informe se fundamenta en 118 referencias con información de los estudios realizados sobre los procesos sinópticos que influyen sobre Cuba (98 cubanas y 20 extranjeras). Se realizó una periodización de los estudios, la cual permite establecer tres etapas: la primera abarca los siglos XIX y XX hasta el año 1980, en la cual se agrupan los estudios iniciales sobre el clima de Cuba, hasta llegar a los estudios realizados en las primeras décadas de la Revolución. La segunda etapa comienza en 1980, caracterizada por las investigaciones asociadas a las primeras tesis doctorales de especialistas cubanos, las investigaciones en el seno del Laboratorio Conjunto Cubano-Soviético de Meteorología Tropical y el auge de los estudios climatológico-sinópticos, en su mayoría recogidos en importantes publicaciones como El Nuevo Atlas Nacional de Cuba, el libro El Clima de Cuba y las primeras comunicaciones nacional de Cuba a la CMNUCC. La tercera y última etapa, se corresponde con una etapa de consolidación de los estudios sobre los procesos sinópticos que afectan al país, el análisis de su génesis, las variaciones y cambios asociados a los efectos ya presentes del cambio climático, así como los impactos observados. Termina con la descripción del reciente Catálogo de los TSS que influyen sobre Cuba. Finalmente, se valora la importancia de esta rama de la ciencia meteorológica, sus requerimientos de homogeneidad y actualización, así como la conveniencia de trabajar en el desarrollo futuro de nuevos criterios objetivos de clasificación de los procesos sinópticos que afectan a Cuba.

ABSTRACT The report is based on 118 references with information from studies carried out on the synoptic processes that influence Cuba (98 Cuban and 20 foreign). A periodization of the studies was carried out, which allows establishing three stages: the first covers the 19th and 20th centuries until 1980, in which the initial studies on the climate of Cuba are grouped, until reaching the studies carried out in the first decades of the Revolution. The second stage begins in 1980, characterized by research associated with the first doctoral theses of Cuban specialists, research within the Joint Cuban-Soviet Laboratory of Tropical Meteorology and the rise of climatological-synoptic studies, mostly collected in important publications such as The New National Atlas of Cuba, the book The Climate of Cuba and the first national communications from Cuba to the UNFCCC. The third and final stage corresponds to a stage of consolidation of studies on the synoptic processes that affect the country, the analysis of their genesis, the variations and changes associated with the already present effects of climate change, as well as the observed impacts. It ends with the description of the novel Catalog of the TSS that influence Cuba. Finally, the importance of this branch of meteorological science is assessed, its requirements for homogeneity and updating, as well as the convenience of working on the future development of new objective criteria for the classification of synoptic processes that affect Cuba.

Principales variaciones de los regímenes de temperatura y precipitación en la provincia Holguín. Período 1972-2020

RESUMEN Se presentan las principales variaciones de los regímenes de temperatura y precipitación en la provincia Holguín, en el período 1972-2020. Se emplearon las estaciones meteorológicas Cabo Lucrecia, La Jíquima y Pinares de Mayarí, para la caracterización de ambas variables, representativas de las zonas costera, interior y montañosa del territorio, respectivamente. El análisis del comportamiento de la temperatura media anual, mostró una ligera tendencia al aumento y confirma que la década 2011-2020 es la más cálida del periodo estudiado. En el análisis de la tendencia global y los puntos de cambio se utilizaron los test no paramétricos de Mann-Spearman y Pettit, obteniéndose como resultado una tendencia creciente en la temperatura mínima media anual en la costa y el interior, así como en la temperatura máxima media anual en la montaña. Los test no paramétricos arrojaron los resultados más robustos para junio en el caso de la temperatura máxima media, agosto para la temperatura mínima media en las zonas interior y costera, y el bimestre septiembre-octubre para la temperatura media. La prueba de Pettit sugiere los principales cambios en las décadas de los 80 y 90. La precipitación, no mostró tendencia estadística significativa durante el período estudiado, ni resultados sólidos con relación a la existencia de un punto de cambio. Estos resultados tributan a una mejor comprensión del estado del clima en la provincia, y son de utilidad en la elaboración de estrategias para la adaptación y mitigación del cambio climático, que tributan a la ¨Tarea Vida¨.

ABSTRACT The main variations of the temperature and precipitation regimes in the Holguín province are presented, in the period 1972-2020. The Cabo Lucrecia, La Jíquima and Pinares de Mayarí meteorological stations were used for the characterization of both variables, representative of the coastal, inland and mountainous areas of the territory, respectively. The analysis of the behavior of the average annual temperature showed a slight upward trend and confirms that the decade 2011-2020 is the warmest of the period studied. In the analysis of the global trend and the points of change, the non-parametric test Mann-Spearman and Pettit tests were used, obtaining as a result an increasing trend in the mean annual minimum temperature on the coast and inland, as well as in the maximum temperature annual average in the mountains. The non-parametric tests yielded the most robust results for June in the case of the average maximum temperature, August for the average minimum temperature in the inland and coastal areas, and the September-October two-month period for the average temperature. Pettit's test suggests the main changes in the 1980s and 1990s. Precipitation did not show a statistically significant trend during the period studied, nor did it show solid results in relation to the existence of a point of change. Contribute to a better understanding of the state of the climate in the province, and are useful in the elaboration of strategies for the adaptation and mitigation of climate change, which contribute to the ¨Life Task¨.

Estudio del índice de tiempo severo en Camagüey

RESUMEN El presente trabajo, analiza el comportamiento de las variables y los índices empleados en el índice de tiempo severo, para estructuras que caracterizan las Tormentas Locales Severas con flujos de componente norte, noreste y sureste entre niveles medios y altos en la provincia de Camagüey. Los resultados son el producto del análisis de los reportes de tormentas locales severas obtenidos del Aire Resource Laboratory, producidas por bajas frías superiores y vaguada tropicales troposféricas como proyección de diagnóstico a través del índice de tiempo severo, implementando los patrones de selección que propicie el diagnóstico de las tormentas locales severas. Los resultados que se presentan tienen un carácter innovador a partir de la aplicación y análisis de su comportamiento con la combinación de criterios que fortalecen cada indicador empleado en el índice, cuya importancia va a manifestar su impacto en la toma de decisiones que contribuyan a su predicción. Esto justifica en gran medida un aporte al conocimiento del comportamiento de las diferentes estructuras que pueden presentar las tormentas locales severas en nuestra región, trazándose como objetivo nuevas formas de soluciones a los problemas de limitación que presenta los índices de tiempo severo. Por lo antes expuesto, la búsqueda de soluciones para su posible diagnóstico, concede gran importancia para el Servicio Meteorológico cubano, obteniéndose resultados más eficientes con la diversificación en su empleo a partir de los resultados obtenidos con nuevas visiones de empleo, para el análisis y diagnóstico.

ABSTRACT The present work, analyzes the behavior of the variable and the index employees in the index of severe time, for structures that characterize the Local Severe Storms with flows of north component, northeast and southeast among levels means and high in the county of Camagüey. The results are the product of the analysis of the reports of obtained TLS of the Air Resource Laboratory, taken place by drops cold superiors and water-course tropical troposféricas like diagnosis projection through the index of severe time, implementing the selection patterns that it propitiates the diagnosis of the local severe storms. The results that they show up they have a character innovator starting from the application and analysis of their behavior with the combination of approaches that you/they strengthen each indicator employee in the index whose importance will manifest its impact in the taking of decisions that contribute to its prediction. This justifies in great measure a contribution to the knowledge of the behavior of the different structures that TLS can present in our region, tracing you as objective new forms of solutions to the limitation problems that it presents the indexes of severe time. For the ones exposed, the search of solutions for its possible diagnosis, grants great importance for the Meteorological Cuban Service, obtaining you more efficient results with the diversification in its employment starting from the results obtained with new employment visions, for the analysis and diagnosis.

R_SVsequia: Nuevo servicio climático automatizado para el monitoreo de la sequía meteorológica en Cuba

RESUMEN En este trabajo se describe el desarrollo de R_SVsequia, un nuevo sistema automático para procesamiento de la lluvia y el monitoreo de la sequía en el INSMET. La aplicación se desarrolló utilizando RStudio IDE y el software R, y tiene la capacidad de realizar todas las tareas con un alto nivel de eficiencia y operatividad. La ejecución de R_SVsequia sólo depende de los datos pluviométricos del Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos y de un conjunto de parámetros que se pasan a través de un archivo de lista de nombres. El sistema produce muchos archivos de datos que se resumen en tablas, gráficos y mapas, con fines de seguimiento o pueden utilizarse para actividades de investigación. En esencia, R_SVsequia representa una innovación en el marco de servicios climáticos del INSMET, relacionados con el monitoreo de la sequía y añade eficiencia, versatilidad y confiabilidad en la ejecución de los procesos y sus resultados, respecto a sistemas anteriores.

ABSTRACT In this work we describe the development of R_SVsequia a new automatic system for rainfall processing and drought monitoring at INSMET. The application was developed using RStudio IDE and the R software and has the ability to perform all the tasks with a high level of efficiency and operability. The execution of R_SVsequia only depends on rainfall data from the National Institute of Hydraulic Resources and of a set of parameters that an be passed through a name list file. The system produces many data files which are summarized as tables, graphs and maps for monitoring purposes or can be used for research activities. Several types of the system outputs are totally new and could increase the ability of climate experts to produce better analysis and reports. In essence, R_SVsequia represents a innovation to the climate service framework related with drought monitoring adding efficiency, versatility and reliability in the execution of processes and their results, compared to previous systems.

Sensibilidad del WRF en topoclimas del oriente de Cuba

RESUMEN La investigación se realizó para evaluar el desempeño de parametrizaciones físicas y las condiciones de frontera estática del modelo de predicción e investigación meteorológica, WRF, para el estudio de los topoclimas en la región oriental de Cuba. En tres etapas, se realizaron simulaciones del clima local a corto plazo con combinaciones de parametrizaciones cúmulo, microfísica y de capa límite planetaria. En la tercera etapa se evaluó, además, el aporte al desempeño del modelo de la integración de bases de datos espaciales nacionales de alta resolución como condiciones de frontera estática. Como conjunto de datos de condiciones iniciales y de contorno se utilizó ERA5, con tres dominios anidados a resoluciones espaciales de 30, 10 y 3.33 km. El estudio se realizó para la temperatura y precipitación de los periodos lluvioso y poco lluvioso del año 2018. Los resultados obtenidos mostraron que, de los elementos climáticos en estudio, la precipitación mostró la mayor incertidumbre en todos los experimentos y casos de estudio. Análogamente, las bases de datos espaciales de alta resolución que se integraron al modelo como condiciones de frontera estática, incidió en el desempeño de WRF a escala local. El mejor desempeño del WRF para el estudio de los topoclimas en la región oriental de Cuba se alcanzó con las parametrizaciones de Kain-Fritcsh como cúmulo, la microfísica de Thompson y Yonsei University como opción de capa límite planetaria, activo viento topográfico por el método de corrección por geoformas.

ABSTRACT The research was carried out to evaluate the performance of physical parameterizations and static boundary conditions of the meteorological prediction and research model, WRF, for the study of topoclimates in the eastern region of Cuba. In three stages, short-term local climate simulations were performed with combinations of cumulus, microphysics, and planetary boundary layer parameterizations. In the third stage, the contribution to model performance of the integration of high-resolution national spatial databases as static boundary conditions was also evaluated. ERA5 was used as the initial and boundary conditions data set, with three nested domains at spatial resolutions of 30, 10 and 3.33 km. The study was carried out for the temperature and precipitation of the rainy and dry periods of 2018. The results obtained showed that, of the climatic elements under study, precipitation showed the greatest uncertainty in all experiments and case studies. Similarly, the high-resolution spatial databases that were integrated into the model as static boundary conditions influenced the performance of WRF at the local scale. The best performance of the WRF for the study of topoclimates in the eastern region of Cuba was achieved with the Kain-Fritcsh parameterizations as a cluster, the microphysics of Thompson and Yonsei University as the planetary boundary layer option, active topographic wind by the method of geoform correction.

Incidencia de la contaminación atmosférica en las crisis agudas de asma bronquial e infecciones respiratorias agudas

RESUMEN La contaminación del aire es el principal riesgo ambiental para la salud pública en América Latina y el Caribe en la actualidad. Este aspecto destaca la importancia de vigilar la calidad del aire en la región. En la presente investigación se evaluó la influencia de la contaminación atmosférica sobre las crisis agudas de asma bronquial y las infecciones respiratorias agudas en La Habana. Se analizó el comportamiento de concentraciones de contaminantes criterio en zonas de monitoreo. Se estudió el comportamiento de la morbilidad por crisis aguda de asma bronquial e infecciones respiratorias agudas en edades pediátricas durante eventos de Polvo del Sahara. En este aspecto destacó un incremento leve en las atenciones por crisis aguda de asma bronquial de niños entre 1 y 14 años en presencia de polvo del Sahara y condiciones meteorológicas favorables. Se empleó el Software AirQ+ para evaluar la carga que representa la exposición prolongada a contaminantes atmosféricos para la mortalidad por asma bronquial.

ABSTRACT Air pollution is the main environmental risk for public health in Latin America and the Caribbean today. This aspect highlights the importance of monitoring air quality in the region. In the present investigation, the influence of air pollution on acute attacks of bronchial asthma and acute respiratory infections in Havana was evaluated. The behavior of criteria pollutant concentrations in monitoring areas was analyzed. The behavior of morbidity due to acute attacks of bronchial asthma and acute respiratory infections in children during Sahara Dust events was studied. In this regard, there was a slight increase in care for acute attacks of bronchial asthma in children between 1 and 14 years of age in the presence of Saharan dust and favorable weather conditions. The AirQ+ Software was used to evaluate the burden that prolonged exposure to atmospheric pollutants represents for mortality from bronchial asthma.

Pronóstico a muy corto plazo para parques solares fotovoltaicos conectados a la Red Eléctrica Nacional

ABSTRACT A very short term forecast (15 min) of photovoltaic generation from solar farms connected to the National Power Grid in Cuba is presented. The approach described here is based, on one side, on the Heliosat II method for the estimation of solar radiation from meteorological satellites visible images and on the other, on the Cloud Motion Vectors algorithm, which allows to produce an image extrapolated to a near future time based on two consecutive images already received. Both methods are combined to produce an irradiance forecast that is used to estimate the power generation for a given location. In this case, a sample of the available farms. With the available satellite images and processing power, this implementation allows to produce a 15 minutes forecast every 5 minutes achieving a correlation of 0.835 between predicted and reported values in the farms and a mean square error of 0.51 Mw.

RESUMEN Se presenta un pronóstico a muy corto plazo (15 min) de generación fotovoltaica a partir de parques solares conectados al Sistema Eléctrico Nacional en Cuba. El enfoque aquí descrito se basa, por un lado, en el método Heliosat II para la estimación de la radiación solar a partir de imágenes visibles de satélites meteorológicos y, por otro, en el algoritmo Cloud Motion Vectors, que permite producir una imagen extrapolable en el futuro próximo basado en dos imágenes consecutivas. Ambos métodos se combinan para producir un pronóstico de irradiancia que se utiliza para estimar la generación de energía para un lugar determinado. En este caso, una muestra de los parques disponibles. Con las imágenes satelitales disponibles y la potencia de procesamiento, esta implementación permite producir un pronóstico de 15 minutos cada 5 minutos logrando una correlación de 0,835 entre los valores predichos y reportados en las fincas y un error cuadrático medio de 0,51 MW.

Efectividad del SisPI para el pronóstico de Sensaciones Térmicas en Cuba durante 2019

RESUMEN El estudio de las sensaciones térmicas reviste importancia desde el punto de vista bioclimático, pues es una muestra objetiva de la influencia del clima sobre el hombre. La reciente verificación del pronóstico de Temperatura Efectiva Equivalente implementado en el Sistema de Pronóstico Inmediato (SisPI) amerita efectuar una evaluación de dicho modelo para el pronóstico de las sensaciones térmicas. Es por ello que en la presente investigación se plantea como objetivo principal evaluar la efectividad del pronóstico de las sensaciones térmicas del SisPI durante el 2019. Para la verificación del pronóstico de esta variable fueron confeccionadas tablas de contingencia multicategoría para los horarios 7:00 a.m. y 1:00 p.m. Se procesaron los datos y fueron calculados los estadígrafos correspondientes para su evaluación. Como conclusiones se tiene que el SisPi mostró una buena habilidad para el pronóstico de las sensaciones térmicas a partir del índice bioclimático Temperatura Efectiva Equivalente en Cuba durante el 2019. En el horario de las 07:00 am los mayores aciertos fueron obtenidos en el pronóstico de las sensaciones térmicas ligeramente fría y confortable y a la 01:00 pm, para la sensación térmica muy calurosa.

ABSTRACT The study of thermal sensations holds importance from a bioclimatic perspective, as it provides an objective measure of the influence of climate on humans. The recent validation of the Effective Equivalent Temperature forecast implemented in the Immediate Forecast System (SisPI) necessitates an evaluation of this model for the prediction of thermal sensations. Therefore, the primary objective of this research is to assess the effectiveness of SisPI's thermal sensation forecast during 2019. To verify the forecast for this variable, contingency tables for multiple categories were constructed for the 7:00 a.m. and 1:00 p.m. time slots. The data were processed, and relevant statistics were computed for evaluation. The conclusions drawn from this study indicate that SisPI exhibited good proficiency in forecasting thermal sensations using the Effective Equivalent Temperature bioclimatic index in Cuba during 2019. At 7:00 a.m., the highest accuracy was achieved in forecasting slightly cold and comfortable thermal sensations, while at 1:00 p.m., it excelled in predicting very hot thermal sensations.