Explosive cyclogenesis in the Euro-Atlantic sectorstudy of associated large-scale dynamics and variability

Resumen

Las Ciclogénesis Explosivas (o ciclones explosivos) son sistemas de bajas presiones extra-tropicales que sufren un proceso súbito de intensificación. En Europa se encuentran entre los desastres naturales más significativos, debido a sus fuertes rachas de viento, precipitaciones intensas y mareas ciclónicas asociadas. Generalmente los ciclones explosivos ocurren de manera individual, aunque en ocasiones aparecen en rápida sucesión sobre el continente Europeo. Debido a los numerosos procesos físicos involucrados en su desarrollo, estos fenómenos son muy complejos de predecir y su relación con el flujo medio atmosférico es todavía incierta. Por tanto, esta tesis estudia en profundidad la dinámica de gran escala y variabilidad de las Ciclogénesis Explosivas en el Atlántico Norte. Para ello se utilizan datos de modelos de re-análisis, observaciones y una simulación larga de un modelo acoplado océano-atmósfera. La identificación y caracterización de ciclones se realiza a través de un método de seguimiento automático. Este método de seguimiento permite clasificar los ciclones extra-tropicales en explosivos y no explosivos. La caracterización de la circulación atmosférica a gran escala se realiza mediante el uso de un índice bidimensional de ruptura de ondas de Rossby. Numerosas herramientas matemáticas y estadísticas se aplican en este trabajo doctoral (e.g., filtrado espectral, Funciones Empíricas Ortogonales, etc.) para la obtención de los resultados. Los resultados muestran que las Ciclogénesis Explosivas que afectan Europa tienden a ocurrir bajo fases positivas de la Oscilación del Atlántico Norte (NAO). Estas fases positivas de la NAO parecen estar asociadas a una mayor ocurrencia de procesos de ruptura de ondas de Rossby sobre el Atlántico Norte. Los eventos de ruptura de ondas identificados interaccionan con la corriente en chorro extra-tropical, de modo que la comprimen e intensifican sobre el Atlántico Norte oriental, creando unas condiciones atmosféricas muy favorables para el desarrollo explosivo de sistemas de bajas presiones. Condiciones atmosféricas muy similares se observan igualmente durante los eventos de paso continuado de ciclones muy intensos sobre el oeste de Europa. En escalas climáticas (1 a 11 años), la variabilidad de las Ciclogénesis explosivas también se encuentra predominantemente influenciada por la NAO. Sin embargo, durante determinadas décadas esta influencia desaparece o cambia bruscamente. Los resultados de esta tesis sugieren que esta relación se encuentra modulada por variabilidad multi-decadal del sistema acoplado océano-atmósfera. Los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral podrían contribuir a mejorar la predicción de los eventos de Ciclogénesis explosiva sobre el Atlántico Norte, tanto a escala sinóptica como inter-decadal.