Cuantificación del déficit de evaporación de gotas de lluvia en modelos de circulación general a partir de las relaciones isotópicas de la lluvia observada y del modelo en la costa oeste de India
Autores: Sengupta, Saikat; Bhattacharya, Sourendra Kumar; Sunil, Nimya Sheena; Sonar, Sumit
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cuantificación del déficit de evaporación de gotas de lluvia en modelos de circulación general a partir de las relaciones isotópicas de la lluvia observada y del modelo en la costa oeste de India
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Evaporación de gotas de lluvia
Relaciones isotópicas
Monzón de verano indio
Modelos de circulación general (GCMs)
Simulación
Sesgos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La evaporación de las gotas de lluvia es un proceso importante bajo las nubes que modifica la cantidad de lluvia y los valores de isótopos del agua de lluvia. Estudios anteriores han demostrado que varios modelos de circulación general (GCMs) no incorporan este proceso adecuadamente durante la simulación de las relaciones de isótopos de agua (oxígeno e hidrógeno). Nuestro estudio reciente ha demostrado que una estimación inadecuada de este proceso para el Monzón de Verano Indio (ISM) resulta en sesgos significativos (valores modelo-observados) en la simulación de varios GCMs a escala mensual. Sin embargo, faltaba una estimación cuantitativa. La magnitud de la evaporación de las gotas de lluvia depende de la humedad y la temperatura ambiente, que varían considerablemente durante el ISM. En consecuencia, los sesgos de isótopos también variarían en diferentes escalas de tiempo. El presente estudio tiene como objetivo investigar la magnitud de la variación a escala mensual en la evaporación de gotas de lluvia en las simulaciones y su conexión causal con la variación correspondiente en los sesgos de isótopos. Para ello, comparamos un conjunto de datos de 11 años (1997-2007) de relaciones de isótopos de lluvia (tanto de oxígeno como de hidrógeno) de una estación india, Kozhikode (Kerala), obtenido bajo el programa de la Red Global de Isótopos en Precipitación (GNIP) de la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) con las salidas correspondientes de dos GCMs nudged habilitados para isótopos: ISOGSM y LMDZ4. Las fracciones de evaporación de gotas de lluvia se estiman para 44 meses del ISM (junio-septiembre) del período de estudio utilizando la formalidad de Stewart (1975). Usando un modelo simple de condensación-acreción basado en la fraccionamiento de equilibrio del vapor, obtenido de dos perfiles de isótopos de vapor adoptados, estimamos las relaciones de isótopos de agua líquida en la base de la nube. Considerando esta agua como la lluvia inicial, se estiman las fracciones de evaporación de gotas de lluvia utilizando las relaciones de isótopos de oxígeno e hidrógeno observadas en muestras de lluvia de superficie de Kozhikode. Las fracciones estimadas muestran fuertes correlaciones positivas con los sesgos de isótopos (R = 0.60 y 0.66). Esto sugiere que las estimaciones más bajas de la evaporación de gotas de lluvia podrían ser responsables de los sesgos de isótopos de lluvia en estos dos GCMs.
Descripción
La evaporación de las gotas de lluvia es un proceso importante bajo las nubes que modifica la cantidad de lluvia y los valores de isótopos del agua de lluvia. Estudios anteriores han demostrado que varios modelos de circulación general (GCMs) no incorporan este proceso adecuadamente durante la simulación de las relaciones de isótopos de agua (oxígeno e hidrógeno). Nuestro estudio reciente ha demostrado que una estimación inadecuada de este proceso para el Monzón de Verano Indio (ISM) resulta en sesgos significativos (valores modelo-observados) en la simulación de varios GCMs a escala mensual. Sin embargo, faltaba una estimación cuantitativa. La magnitud de la evaporación de las gotas de lluvia depende de la humedad y la temperatura ambiente, que varían considerablemente durante el ISM. En consecuencia, los sesgos de isótopos también variarían en diferentes escalas de tiempo. El presente estudio tiene como objetivo investigar la magnitud de la variación a escala mensual en la evaporación de gotas de lluvia en las simulaciones y su conexión causal con la variación correspondiente en los sesgos de isótopos. Para ello, comparamos un conjunto de datos de 11 años (1997-2007) de relaciones de isótopos de lluvia (tanto de oxígeno como de hidrógeno) de una estación india, Kozhikode (Kerala), obtenido bajo el programa de la Red Global de Isótopos en Precipitación (GNIP) de la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) con las salidas correspondientes de dos GCMs nudged habilitados para isótopos: ISOGSM y LMDZ4. Las fracciones de evaporación de gotas de lluvia se estiman para 44 meses del ISM (junio-septiembre) del período de estudio utilizando la formalidad de Stewart (1975). Usando un modelo simple de condensación-acreción basado en la fraccionamiento de equilibrio del vapor, obtenido de dos perfiles de isótopos de vapor adoptados, estimamos las relaciones de isótopos de agua líquida en la base de la nube. Considerando esta agua como la lluvia inicial, se estiman las fracciones de evaporación de gotas de lluvia utilizando las relaciones de isótopos de oxígeno e hidrógeno observadas en muestras de lluvia de superficie de Kozhikode. Las fracciones estimadas muestran fuertes correlaciones positivas con los sesgos de isótopos (R = 0.60 y 0.66). Esto sugiere que las estimaciones más bajas de la evaporación de gotas de lluvia podrían ser responsables de los sesgos de isótopos de lluvia en estos dos GCMs.