Caracterización del espectro disdrométrico de la precipitación y aplicaciones

Ponencia presentada en: X Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Alicante entre el 5 y el 8 de octubre de 2016.[ES]Los nuevos sistemas de medida basados en el carácter intrínsecamente discreto de la precipitación (corriente de partículas individuales: gotas de lluvia, copos de nieve, etc.) han incrementado la precisión en el registro de eventos de precipitación. Estos instrumentos de medida, denominados disdrómetros ópticos o espectropluviómetros, son capaces de caracterizar el espectro disdrométrico de la precipitación o distribución de frecuencias del tamaño y velocidad de las gotas. Esta información permite calcular variables integradas como la densidad de gotas o la masa de agua por unidad de volumen de aire, la intensidad y volumen de la precipitación, la energía cinética, la visibilidad o la reflectividad de radar, además de clasificar los meteoros (lluvia, lluvia fina, granizo, nieve, etc). Más allá del interés aplicado de estas variables, el análisis de la información disdrométrica durante episodios de precipitación concretos permite indagar sobre los mecanismos genéticos y de evolución de los meteoros. La información disdrométrica junto con el radar meteorológico permite validar la precipitación obtenida a través de los satélites u otros medios de teledetección de la precipitación. En esta comunicación se presenta una revisión de la información disdrométrica y su evolución, con ejemplos de aplicación.[EN]New precipitation measurement devices, based on the precipitation discrete character (individual particles flow: as raindrops, snowflakes, etc.) have improved the accuracy in recording precipitation events and its characteristics. These devices, known as optical disdrometers or spectropluviometers allow characterizing the precipitation particle spectrum or the size and velocity frequency distribution of the precipitation particles. This information allows estimating integrate values as raindrops density, the water content per volume of air, precipitation intensity and precipitation amount, kinetic energy, visibility and radar reflectivity, besides hydrometeors classification (rain, drizzle, hail, snow, etc). Apart from the applied interest, the analysis of precipitation particle spectrum, during precipitation events, informs on precipitation genetic mechanisms and their evolution. In addition, disdrometers, in combination with meteorological radars, are useful tools for validating precipitation satellite data, and other remote sensing precipitation products. This article reviews the measurement evolution of disdrometric information providing some application examples.Este trabajo ha contado con financiación del proyecto DISDROPEC: CGL2011-24185

Impact of wind and temperature on snowfall measurements by Thies LPM and OTT Parsivel2 optical disdrometers compared with DFAR (Double Fence Automated Reference) measurements at WMO.SPICE Formigal-Sarrios site

Póster presentado en: WMO Technical Conference on Meteorological and Environmental Instruments and Methods of Observation celebrada del 8 al 11 de octubre de 2018 en Amsterdam

Reconstrucción e incertidumbre en series de precipitación diaria instrumental

Ponencia presentada en: X Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Alicante entre el 5 y el 8 de octubre de 2016.[ES]Se presenta un nuevo método de reconstrucción de series de precipitación diaria que permite filtrar y completar series originales de precipitación y crear series continuas en cualquier punto del territorio. De forma independiente, para cada día y localización se calculan dos valores de referencia: una predicción binomial (PB) que expresa la probabilidad de que un día sea húmedo o seco y una predicción de magnitud (PM) que estima la cantidad de precipitación.[EN]A new daily precipitation series reconstruction method, which lets filter and complete original precipitation series and create continuous ones in any location of territory, is presented. Two reference values are computed for each day and location separately: a binomial prediction (PB) which is referred to the probability of occurrence of a wet or dry day and a magnitude prediction (PM) that estimates the amount of precipitation. To compute these two reference values are used multivariate logistic regressions using latitude, longitude and altitude as covariates.Este estudio ha sido posible gracias a los proyectos de investigación CGL2012- 31668, CGL2015-69985-R, CGL2011-24185 y CGL2014-52135-C3-1-R, financiados por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) y fondos FEDER

Riesgo de precipitación extrema asociado a eventos de circulación atmosférica en el noroeste español

Ponencia presentada en: VI Congreso Internacional de la Asociación Española de Climatología celebrado en Tarragona del 8 al 11 de octubre de 2008.[ES]En este trabajo se analiza, en el noreste español, el riesgo de ocurrencia de precipitaciones extremas asociado a tres patrones de circulación atmosférica: la Oscilación del Atlántico Norte, la Oscilación Mediterránea y la Oscilación del Mediterráneo Occidental. El análisis se ha realizado a una escala de eventos atmosféricos obtenidos de índices de circulación diarios. A partir de las series pluviométricas diarias en 174 observatorios entre 1950 y 2006 se obtuvo la máxima precipitación diaria y la magnitud total registrada durante el evento de circulación. Las series de eventos siguen una distribución General de Pareto, independientemente del signo y el patrón de circulación atmosférica. Mediante la aplicación de análisis probabilísticos y modelización espacial asistida con Sistemas de Información Geográfica se obtuvieron mapas continuos de los parámetros de la distribución General de Pareto, determinándose la probabilidad y el periodo de retorno de precipitaciones de gran intensidad asociada a los eventos de circulación atmosférica.[EN]This paper analyses the extreme precipitation risk in North east Spain associated to three atmospheric circulation configurations: the North Atlantic Oscillation, the Mediterranean Oscillation and the Western Mediterranean Oscillation. The analysis has been performed considering an event-based scale, obtained from daily atmospheric circulation indices. Using daily precipitation records in 174 precipitation observatories between 1950 and 2006, we obtained the maximum precipitation intensity and the total precipitation magnitude recorded during the positive and negative circulation events. These precipitation records clearly follow a Generalised Pareto (GP) distribution, both for maximum intensity of precipitation and magnitude but also for positive and negative phases of the three atmospheric circulation indices. We applied a novel method that combined probabilistic analysis and spatial modelling assisted by GIS to determine the magnitude and maximum intensity precipitation probability and the quantile precipitation for any period of years associated to the positive and the negative phases of the three atmospheric circulation patterns.Este trabajo ha contado con la ayuda del proyecto CGL2005-04508/BOS, financiado por la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología y FEDER, y por el Programa de grupos de investigación consolidados, financiado por el Gobierno de Aragón

Análisis espacio-temporal de alta resolución de los episodios de sequía en España peninsular (1961-2014)

Ponencia presentada en: XI Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Cartagena entre el 17 y el 19 de octubre de 2018.[ES]En el presente trabajo se han investigado los principales eventos de sequía en España peninsular en el periodo 1961-2014 y su propagación espacial. Los eventos de sequía se han identificado mediante el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) y el Índice de Precipitación Evapotranspiración Estandarizado (SPEI) cuyo cálculo se ha realiza a escala semanal a partir de los datos meteorológicos diarios facilitados por la Agencia Estatal de Meteorología (AEMet), en el marco del proyecto DESEMON, tras convertir los datos a una malla de alta resolución espacial (1 km2) una vez realizado un exhaustivo control de calidad. Los resultados muestran que, durante la primera mitad del período de estudio, el SPI detecta un mayor porcentaje de área afectada por sequía que EL SPEI; mientras que a partir de la década de 1990 ocurre a la inversa. Las diferencias entre las áreas detectadas por ambos índices sugieren que el efecto de la demanda atmosférica de humedad podría haber aumentado en los últimos años, sobre todo a partir de 1990. El estudio espacial de la evolución en el tiempo de los eventos de sequía que afectan a más del 25% de la España peninsular muestra la existencia de varios gradientes espaciales de propagación del fenómeno. Los dos patrones más frecuentes presentan sentido este-oeste y oeste-este, pero también se ha detectado el patrón norte-sur; no se han detectado eventos de sequía generalizados con un patrón de propagación radial desde el centro peninsular hacia la costa.[EN]The main focus of this research is to investigate the major drought events in Spanish mainland for the period 1961-2014, with the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI). Moreover, the spatial propagation of drought conditions is also analysed from the temporal analysis of drought indices. The index was calculated on a weekly scale based on the daily meteorological data provided by the Spanish Meteorological Archives (AEMet), within the framework of the DESEMON project. The original data was converted into a high spatial resolution grid (1 km2) following exhaustive quality control. The results show that, during the first half of the study period, the SPI detects, in Spanish mainland, a greater percentage of area affected by drought than SPEI; while from the 1990s SPEI detected a higher percentage of drought area. These results suggest that the effect of atmospheric demand for humidity could have increased in recent years, especially since 1990. Spatially, the propagation of drought events that affect more than 25% of Spanish mainland, indicates the existence of several spatial gradients of drought propagation. Mainly, east-west or west-east, but also north-south; without having detected radial patterns, which would be characterized by a shift from the centre towards the coast.Este trabajo está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, Gobierno de España, Proyecto DESEMON (CGL2014-52135-C3-3-R), el proyecto CLICES (CGL2017-83866-C3-1-R). Gobierno Regional de Aragón DGA-FSE (Grupo de Investigación Consolidado “Clima, Agua, Cambio Global y Sistemas Naturales”)

Rescate de datos climáticos y creación de una base de datos de temperaturas y precipitaciones mensuales en la España peninsular periodo 1916-2015

Ponencia presentada en: XI Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Cartagena entre el 17 y el 19 de octubre de 2018.[ES]Los libros de resúmenes anuales publicados por los sucesivos servicios meteorológicos de España contienen información no analizada hasta el presente. El proyecto CLICES (CLImate of the last CEntury in Spanish mainland) financiado por el Gobierno de España y la Unión Europea, tiene como objetivo inicial completar el rescate dela información referida a los promedios mensuales de temperatura máxima y mínima y totales de precipitación mensual, y emparejar esta información con los registros ya digitalizados en los archivos de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMet). El objetivo final es elaborar una malla secular (1916-2015) maximizando el empleo de toda la información disponible. Las nuevas mallas no se obtendrán a partir de la reconstrucción e interpolación a partir de un número constante de observatorios, sino mediante la interpolación de los datos disponible en cada momento temporal, obteniendo así información continua en el tiempo y el espacio. Este método supone una ventaja frente a la reconstrucción individualizada de las series temporales, ya que permite trabajar con toda la información aprovechable, independientemente de la longitud de cada serie, si bien plantea problemas metodológicos derivados de que en cada campo mensual reconstruido variarán la localización y el número de observatorios empleados. En el presente trabajo se presentan los resultados iniciales relativos a la disponibilidad de información, incidiendo en aquella aportada por los Libros Resúmenes no incluida en los archivos de AEMet.[EN]The collection of books Resúmenes Anuales (Annual Books) published by the different meteorological agencies of Spain Government have information non-digitalized and converted to alphanumeric data. The national project (CLImate of the last CEntury in Spanish mainland) is funding by Spain government and European Union. The main objective of this project is to create a database based on rescue the information in Annual Books and digitalized achieve from meteorological Agency (AEMet), about maximum and minimum monthly temperature and total precipitation. In each year, we use the available information and we apply the interpolation method to obtain continua information in the space and time. Finally, we are going to have a secular grid (1916-2015), using all available information. This method is an advantage in front of the other methods, like temporal reconstruction, because it is possible to work with all available information, regardless of the length of the series. In this study, we present initial results about the new monthly temperature and precipitation database, and the first result about validation of method applied

Drought impacts on vegetation activity, growth and primary production in humid and arid ecosystems

Ponencia presentada en: VIII Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Salamanca entre el 25 y el 28 de septiembre de 2012.[EN]We have evaluated the response of the Earth biomes to drought using a new global dataset that captures drought effects on vegetation at various time scales. We show that arid and humid biomes are both affected by drought, and that the time scale on which droughts most intensively affects vegetation plays a key role in determining the sensitivity of biomes to drought. Arid biomes respond to drought at short time scales because plants have mechanisms allowing them to rapidly adapt to changing water availability. Humid biomes also respond to drought at short time scales, probably because there plant species show a poor adaptability to water shortage. Sub-humid biomes respond to drought at long time scales because plants are adapted to withstand water deficit, but they lack the rapid post-drought recovery observed in arid biomes.[ES]En este trabajo se evalúa la respuesta de los diferentes biomas terrestre a la sequía mediante una base de datos nueva que captura el efecto de la sequía sobre la vegetación a diferentes escalas temporales. Se ha comprobado que los biomas característicos de zonas áridas y húmedas se ven afectados por la sequía, y que la escala temporal de la sequía juega un papel clave al determinar la sensibilidad de los biomas a la sequía. Los biomas áridos responden a las sequías medidas a escalas temporales cortas, debido a que las plantas tienen mecanismos que les permitan adaptarse rápidamente a la disponibilidad de agua. Los biomas húmedos también responden a la sequía a escalas temporales cortas, probablemente debido a que las especies ubicadas allí muestran una mala adaptación a la escasez de agua. Los biomas subhúmedos responden a la sequía a escalas de tiempo más largas, porque las plantas están adaptadas para soportar el déficit de agua, pero carecen de la rápida recuperación observada tras la sequía en los biomas áridos.This work was supported by projects financed by the Spanish Commission of Science and Technology (CGL2011-27574-CO2-02, CGL2011-27536 and CGL2011-26654) and the Aragón Government. J.J.C. thanks the support of ARAID and A.S-L. was supported by a postdoctoral fellowship from the Generalitat de Catalunya (2009 BP-A 00035)

Evidence of increasing drought severity caused by temperature rise in southern Europe

We use high quality climate data from ground meteorological stations in the Iberian Peninsula (IP) and robust drought indices to confirm that drought severity has increased in the past five decades, as a consequence of greater atmospheric evaporative demand resulting from temperature rise. Increased drought severity is independent of the model used to quantify the reference evapotranspiration. We have also focused on drought impacts to droughtsensitive systems, such as river discharge, by analyzing streamflow data for 287 rivers in the IP, and found that hydrological drought frequency and severity have also increased in the past five decades in natural, regulated and highly regulated basins. Recent positive trend in the atmospheric water demand has had a direct influence on the temporal evolution of streamflows, clearly identified during the warm season, in which higher evapotranspiration rates are recorded. This pattern of increase in evaporative demand and greater drought severity is probably applicable to other semiarid regions of the world, including other Mediterranean areas, the Sahel, southern Australia and South Africa, and can be expected to increasingly compromise water supplies and cause political, social and economic tensions among regions in the near future.This work has been supported by research projects CGL201127574CO202, CGL201127536 and CGL2011–24185 financed by the Spanish Commission of Science and Technology and FEDER, ‘Demonstration and validation of innovative methodology for regional climate change adaptation in the Mediterranean area (LIFE MEDACC)’ financed by the LIFE programme of the European Commission, CTTP1/12, financed by the Comunidad de Trabajo de los Pirineos, and QSECA (PTDC/AAGGLO/ 4155/2012) funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT). ASL was supported by a postdoctoral fellowship from the Catalan Government (2011 BPB 00078) and CAM was supported by a Juan de la Cierva fellowship by the Spanish Government

Tendencias recientes de los eventos de precipitación diaria y extrema en España (1950-2012)

Ponencia presentada en: XI Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Cartagena entre el 17 y el 19 de octubre de 2018.[ES]La precipitación es una de las variables que presenta mayor incertidumbre en cuanto a sus tendencias temporales. Su elevada variabilidad interanual, especialmente en climas mediterráneos, dificulta el estudio de comportamientos homogéneos en el tiempo. A pesar de que los regímenes de precipitación en España son bien conocidos, el estudio a escala diaria ha sido menos abordado principalmente por la dificultad que supone obtener un conjunto de series de observaciones continuas en el tiempo. Utilizando la base de datos SPREAD de precipitación diaria de alta resolución (5 x 5 km), se analizaron las tendencias anuales de los eventos de precipitación diaria y extrema en España en el periodo 1950-2012. Se calcularon 12 índices de precipitación diaria y extrema a escala anual reflejando las intensidades medias y máximas por año, el número de eventos por encima de umbrales predefinidos y la duración media y máxima de las rachas secas y húmedas. De todos estos índices se calcularon las tendencias para cada uno de los casi 21.000 puntos de malla de SPREAD en la España peninsular y las islas Baleares y Canarias. La distribución espacial de las tendencias, en términos generales mostró: 1) un ligero incremento en la duración de los eventos de lluvia con especial incidencia en la costa mediterránea; 2) una tendencia negativa en la precipitación de alta intensidad y positiva en la de baja intensidad, con un comportamiento inverso en el área mediterránea y 3) una ligera tendencia negativa en la intensidad de eventos concretos.[EN]Precipitation is one of the variables with more uncertainty in regard of their temporal trends. The great interannual variability, especially in Mediterranean climates, makes hard the study of homogeneous behaviours over time. Despite the wellknown precipitation regimes in Spain, the study at daily temporal scale has been less addressed mainly due to the difficult of obtain a continuous data series of observations. Using the SPREAD daily precipitation dataset at high-resolution (5 x 5 km), we analysed the annual trends of the daily and extreme precipitation events in Spain in the 1950-2012 period. 12 indices were computed at annual scale showing the mean and maximum intensities, the number of events over pre-defined thresholds and the mean and maximum duration of the dry and wet spells. From these indices, the trends were computed for all the 20,000 grid points of the SPREAD dataset in peninsular Spain, Balearic and Canary Islands. The spatial distribution of the trends, overall, showed: 1) a slight increase in the duration of the events, especially in the Mediterranean coast; 2) a negative trend in high-intensity precipitation and positive in low-intensity events, with an inverse behaviour in the Mediterranean area; and 3) a slight negative trends in the intensity of specific events.Este estudio se ha realizado en el marco de los proyectos CGL2015-69985-R, CGL2014-52135- C3-1-R, CGL2017-83866-C3-3-R y FACCE-JPI-ERANET-0548 financiados por el Ministerio de Economía y Competitividad y Fondos FEDER. Los investigadores han sido financiados por el Programa de Grupos de Investigación del Gobierno de Aragón (grupos H38, “Clima, Cambio Global y Sistemas Naturales y E68, Geomorfología y Cambio Global”)