Modelos ClimáticosInvestigadores:Julián Adem Víctor M. Mendoza René Garduño y Elba Villanueva

Estudiantes:2 de doctorado 3 de maestría y 5 de licenciatura.Técnicos académicos:

Berta Oda Alejandro Aguilar y Rodolfo Meza

Objetivo:Formular y estudiar modelos climáticos para predecir y simular el clima y sus anomalías en las diferentes escalas de espacio y tiempo, y de esta manera entender y cuantificar los diferentes procesos físicos que tienen lugar en el sistema climático.

Con la finalidad de ir alcanzando nuestro objetivo, en el grupo se han consolidado 5 líneas de investigación permanentes:

I. Predicción mensual y estacional de las anomalías de la temperatura y de la circulación troposféricas, así como de la precipitación, con especial énfasis en la República Mexicana.

II. Estudio y simulación del clima y el cambio climático.

III. Simulación y predicción de las anomalías de la temperatura de la superficie del mar en los océanos Pacífico y Atlántico, y en particular en el Golfo de México.

IV. Modelación del balance térmico-hidrológico y su aplicación a la determinación de la vulnerabilidad de los recursos hídricos en México, en particular ante el cambio climático.

V. Aplicación del Modelo Termodinámico al estudio del clima y cambio climático de Atmósferas Planetarias.

Predicción mensual y estacional de las anomalías de la temperatura y de la circulación troposféricas, así como de la precipitación, con especial énfasis en la República Mexicana

Temperatura, circulación y precipitación de verano durante las fases de la Oscilación Decadal del Pacífico en el Hemisferio

Norte, con particular interés en México.

Índice de la Oscilación Decadal del Pacífico basado en las temperaturas de la superficie del mar (Mantua et al., 1997).

Anomalías de la temperatura de la superficie (ATS), en °C, para la fase positiva de la ODP: (A) anomalías compuestas de 8 veranos con un índice > 0.8 y (B) anomalías calculadas con el MTC. Sobre los océanos las ATS son prescritas, de manera que sólo en continentes son calculadas. Las ATS son esencialmente debidas a anomalías en la cubierta de nubes bajas, las cuales tienen el efecto de albedo en latitudes medias y tropicales y el efecto invernadero en latitudes altas (>60°N).

Uso de el Modelo Termodinámico Baroclínico para determinar el efecto de las ATSM en la temperatura y circulación de la troposfera baja (700mb)

en el Pronóstico mensual extendido.

Temperatura del aire al nivel de 700mb para enero1983, (a) calculada por el MTB usando como forzamiento las ATSM de enero 1983, y (b) observada. La solución corresponde a la superposición del modo libre (ATSM=0) y el modo forzado (ATSM≠0).

Anomalías de la temperatura del aire (°C) al nivel de 700mb para enero 1983. (a) superposición del modo forzado y el modo libre calculada por el MTB, (b) únicamente el modo forzado y (c) observadas.

La solución incluye calentamiento troposférico y transporte turbulento horizontal de calor sensible por ciclones y anticiclones de latitudes medias, con un coeficiente “Austauch” igual a El Hemisferio Sur es la imagen especular del Hemisferio Norte.

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Estudio y simulación del clima y el cambio climático.

Simulación de las anomalías de la temperatura de la superficie en el Hemisferio Norte durante los últimos 300 años de la Pequeña Edad de Hielo (PEH).

Forzamientos externos incorporados al MTC, para determinar su efecto sobre la temperatura de la superficie del Hemisferio Norte en los últimos 300 años de la (PEH).

Simulación de las anomalías de la temperatura de la superficie en el Hemisferio Norte para los siguientes ciclos solares 24 y 25 (A partir de 1760 se contabiliza el ciclo solar 1; 1980 es el ciclo 21).

Incremento del calentamiento de la superficie del Hemisferio Norte calculado por el MTC para el escenario A1FI, cuando se incorpora la retroalimentación por nubes, por nubes + vapor y por nubes + vapor + hielo/nieve. Al año 2100, la retroalimentación de las nubes incrementa el calentamiento 3.2 veces en relación con el calentamiento debido exclusivamente al CO2, de las nubes + vapor 4.3 veces y de las nubes + vapor + hielo/nieve 5.1 veces.

Retroalimentación de las tres fases del agua en el calentamiento por incremento del CO2

Figura 3. Anomalías anuales de la temperatura de la superficie (°C), relativas a 1961-1990, en el Hemisferio Norte, desde 1980 a 2100. Se muestran las anomalías observadas, así como las calculadas por el MTC debido al incremento en la concentración de CO2, según los escenarios A1FI y A1T. Se muestra también los márgenes de variación de los resultados de diferentes modelos, según el TAR, 2001 del IPCC.

Simulación y predicción de las anomalías de la temperatura de la superficie del mar en los océanos

Pacífico y Atlántico, y en particular en el Golfo de México.

Cambios de la temperatura de la superficie del mar y de la profundidad de la capa de mezcla en el Golfo de México, debidos a “Nortes” y huracanes.

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1961-1990 2010-20392040-2069 2070-2099

Model: CGCM3_1-T63Scenario: A1B

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Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

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(°C)

1961-1990 2010-20392040-2069 2070-2099

Model: CGCM3_1-T63Scenario: A1B

1.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.06.2

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

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1961-1990 2010-20392040-2069 2070-2099

Model: CGCM3_1-T63Scenario: A1B

Fig. 8. Computed annual cycle of the sea surface temperature (A), the mixed layer depth (B) and the entrainment velocity (C), on the marine region around to Yucatan Peninsula , for the 4 climatic periods: 1961-1990 (blue line), 2010-2039 (red line), 2040-2069 (green line) and 2070-2099. The used forcing come from the CGCM3_1-T63 with the scenario A1B.

Warming for the Next 100 Years in the Marine Region Near to Yucatan, MexicoE.E. Villanueva, V.M. Mendoza and J. Adem

HUMBOLDT, YUCATÁN 2010.

Modelación del balance térmico-hidrológico y su aplicación a la determinación de la vulnerabilidad de los recursos

hídricos en México, en particular ante el cambio climático.

Proyecto: “Disponibilidad del agua superficial y vulnerabilidad en las cuencas de las Regiones Hidrológicas Lerma-Santiago-Pacífico y Balsas ante el cambio climático”

Aplicación del Modelo Termodinámico al estudio del clima y cambio climático de Atmósferas Planetarias

Temperaturas (°C) de la superficie de Marte (a) y de la Tierra (b) simuladas por el MTC para la estación fría.

FIN