Estudi de les condicions atmosfèriques de l’estiu del
2003
Antecedents:
l’hivern del 2003
Anomalies
en la circulació atmosfèrica l’estiu de 2003
Anticicló
estacionari i aire descendent sobre Europa Occidental.
L’estiu
del 2003 a l’Observatori de l’Ebre, a Roquetes
Europa va ser excepcionalment càlida i seca des de Maig fins
a finals d’Agost de 2003. Durant les pics de calor ,
fins i tot les mínimes nocturnes superaven a les mitjanes diàries normals per
l’època. Les anomalies tèrmiques van ser més extremes a França i a Suïssa, tot i que es van trencar els rècords de
temperatures màximes a moltes parts d’Europa. Per exemple, Schär et al ( 2004 ) han mostrat que la mitjana de les temperatures per a quatre estacions suisses, van excedir
en
Beniston i Schär et al, argumenten que un estiu similar al 2003 és molt improbable que es repeteixi si s’assumeixen estacionaris els valors estadistics del passat, però també diuen que les condicions infernals d’aquest estiu , poden ser “normals” a finals del segle XXI , sota un escenari de fortes emissions de gasos d’hivernacle. Donat el greu aument de mortalitat humana observada durant l’estiu de 2003, això té implicacions importants per a la salut humana futura.
Aquí tenim algunes de les anomalies registrades durant aquest periode:
Anomalies en la temperatura d’Eurasia durant el periode Juny-Agost de 2003
Anomalies en la temperatura global durant el periode Juny-Agost de 2003.
Anomalies en la distribució d’aigua líquida sobre Eurasia durant Juny-Agost de 2003
Antecedents:
l’hivern del 2003
Com podem comprovar aquí , l’hivern del 2002-03 , va ser extraordinari en lo sentit de que es va batre el rècord de l’extensió de la neu i el gel sobre l’hemisferi nord, al menys des de 1973, que és l’any en que es van començar a enregistrar aquestes dades des de satèl.lit. Aquesta duresa hivernal va ser causada per un elevat índex de bloqueig a l’HN; és a dir una molt baixa circulació zonal. Aquesta tendència al bloqueig venia anunciada per un NAO negatiu a la tardor , i una AO inusualment baixa ( la més baixa registrada = -1,5).
Segons Joe d’Aleo aquesta tendència al bloqueig i per tant a que l’hivern fos fred, té a veure amb les teleconexions existents entre els index NAO, PDO , QBO i ENSO , tal com podem veure en aquest article.
Pel que sembla , ara estem en una fase negativa de PDO, que facilita condicions més freqüents de NAO negatiu, i en que els ENSO són molt més dèbils i infreqüents. Concretament l’hivern de 2002-2003 teniem un episodi d’ENSO però molt dèbil.
No podem oblidar l’hivern del 2001, que amb un bloqueig persistent al Desembre ( i NAO - ) va produir la famosa nevada a Catalunya, ni molt menys l’hivern actual ( 2004-2005), amb un bloqueig extraordinariament persistent ( i NAO – molt de temps ) que ha causat un dels periodes més llargs de fred dels últims 100 anys .Sembla ser per tant que tot i que els estius són molt calurosos ultimament, amb els hiverns passa lo contrari. De fet , de les dades obtingudes pels satèl.lits de NOAA des de 1973, podem comprovar que l’extensió de les superficies nevades a l’hemisferi nord els mesos de tardor ( Octubre Novembre i Desembre) i d’hivern , no ha deixat de pujar o com a mínim s’ha estabilitzat , mentre que aquesta extensió cada cop és més baixa els mesos d’estiu ( Juliol-Setembre).( Els gràfics anteriors estan filtrats amb un “running average” de finestra = 3 anys ).
En fi, que ens trobem en un periode similar als anys 50, 60
i primers 70, on el PDO era negatiu i el NAO solia ser-ho a l’hivern. Una
diferència és que en aquells anys les temperatures globals van sofrir una
baixada respecte als anys 30 i 40 del segle XX, mentre que els anys actuals no
deixen de ser cada cop més càlids. Cal tenir en compte que l’estiu del 2003 va
ser el segon més càlid de la història ( recent ),
només per darrera del 1998, segons el NCDC. L’any en curs, el 2005 ja està trencant
rècords també: el Juny ha estat el més càlid , més que el del 1998 i el Juliol
el segons més càlid global , però el més càlid en l’hemisferi nord de
L’estiu del 2003 es va caracteritzar per varies anomalies en la circulació general atmosfèrica en un ambient de NAO negatiu, AO negatiu i PDO en fase freda ,factors que tendeixen a incrementar el número de bloquejos i la seva persistència . Lo que passa és que els bloquejos provoquen hiverns durs, però si es donen a l’estiu, també provoquen estius molt calurosos i secs.
Per a repassar més coses sobre els bloquejos i les teleconexions, clicar aquí i aquí.
Anomalies
en la circulació atmosfèrica l’estiu de 2003
Europa va estar dominada per una inusual i persistent situació anticiclònica de bloqueig que va començar al Maig amb un marcat desplaçament cap al nord de l’Anticicló de les Assores, extenent-se des del mig Atlàntic fins a Europa de l’est , amb un reforçament general del fluxe de l’Oest en el seu flanc polar sobre UK i Escandinavia. Durant els mesos següents, va persistir un patró d’anomalies sobre el sector de l’Atlàntic caracteritzat per :
Aument de l’activitat ciclònica a la costa nord d’Amèrica del Sud .
Aument de l’activitat anticiclònica al nordest del Carib.
Aument de l’activitat ciclònica al centre i nordest de l’Atlàntic.
Aument de l’activitat anticiclònica sobre Europa continental.
L’anomalia anticiclònica d’Europa va variar a través de l’estiu , de manera que va ser més forta al Juny i Agost, i més feble a Juliol.
Les anomalies de gran escala de nivells baixos van ser molt similars a les observades als nivells mitjans de la troposfera ( 500 hPa ), indicant una estructura vertical barotròpica a escala mensual. El patró del signe alternant de les anomalies des de Amèrica del Sud fins Europa sugereix la propagació d’una ona de Rossby des del l’Amèrica tropical.
Les anomalies de circulació estàn associades també a les anomalies de temperatura de la superficie oceànica. Ara bé, qui mana, en aquest acoplament atmòsfera-oceà? Està clar que hi ha una realimentació entre atmòsfera i oceà , però qui porta la iniciativa? No oblidem que l’atmòsfera emmagatzema una quantitat de calor ridícula en comparació amb l’oceà. Podria se que els corrents oceànics i les seves variacions juguen un paper molt més important del que pensem en la configuració de la circulació atmosfèrica .
Aquí podem veure la similitud entre
Anomalies en la temperatura global durant el periode Juny-Agost de 2003 i les
Anomalies en l’alçada de la superficie de 500 hPa durant el periode Juny-Agost
Molt més lluny d’Europa, a Japó, resulta que aquest estiu de 2003 , va ser molt més fred de lo normal, lo qual no és extrany. Lo verdaderament preocupant hauria sigut que les condicions de calor i sequera extremes de la nostra zona haguessin afectat a la major part de l’hemisferi nord, quan no va ser del tot així.
La radiació d’ona llarga de sortida de l’atmòsfera superior (OLR, obtinguda del Climate Prediction Center) per al periode Juny-Agost de 2003 va ser superior als valors mitjans sobre Europa ( des de 1974 ) , degut a una reducció en la cobertura dels núvols i en la precipitació.
Si ens fixem en el nord de l’Equador, podem apreciar com la zona de convergència intertropical de l’Oest de l’Àfrica (ITCZ) s’ha desplaçat una mica al nord respecte de la seva posició normal de 8-9 ºN, ja que les temperatures elevades es desplacen cap al nord. Aquest desplaçament cap al nord de la ITCZ va afectar a la resta dels tròpics; a excepció del NW de l’Índic, la ITCZ va ser més dèbil del normal. L’anticicló de les Assores es va intensificar, mentres que al mateix temps, la baixa d’Islàndia es va desplaçar al sud de lo que és normal, desplaçament relacionat amb el reforçament de l’activitat ciclònica al sud d’Islàndia i amb la reducció de l’activitat ciclònica al nord del paral.lel 60 ºN.
L’anomalia de la OLR més gran obtinguda en aquest periode
(< -30 Wm-2) es va situar sobre una elevada anomalia tèrmica al
NW de l’Oceà Indic. Aquesta anomalia tèrmica es va situar fora de la costa de
Somalia al Maig , movent-se cap al nord ,cap al mar Aràbig al Juliol. Va ser
màxima al Juny (
Rodwell i Hoskins ( 1996) van demostrar que la resposta de l’atmòsfera a un escalfament en la zona del monzó asiàtic facilita la subsidència sobre el Mediterrani Oriental. Aquesta forta subsidència manté l’aire sobre el Mediterrani particularment sec i suprimeix la convecció, que porta a un estiu sec i calent al Mediterrani. No obstant, el retard en el monzó del 2003 no pot explicar les condicions excepcionalment seques i càlides sobre Europa durant el Maig i el Juny. Possibles teleconexions estan relacionades amb l’excepcional estiu del 2003 , que inclueixen la intensifiació de l’anticicló de les Assores , així com el desplaçament al nord de la ITCZ de l’Oest de l’Àfrica i l’arribada d’una ona de Rossby des d’Amèrica tropical.
Anticicló
estacionari i aire descendent sobre Europa Occidental.
Les temperatures més
extremes a l’Oest d’Europa, es van produir principalment entre el 6 i el 12
d’Agost. Durant aquest periode , hi va haver gradients de pressió en superficie
molt fluixos , però hi havia discrets indicadors de bloqueig , amb un A sobre
UK i el Mar del Nord, una B sobre
Durant l’onada de calor, la superficie es va escalfar
extraordinariament , lo que va provocar forta turbulencia i convecció seca, és
a dir, sense condensació. Aquesta forta convecció diurna va elevar la capa
límit fins a 4000m sobre Paris, durant els quals la temperatura potencial
gairebé es va mantenir constant ( gràcies a la turbulència ) , o dit d’una
altra forma, els primers
D’aquesta forma, si a la superficie la temperatura era de
La turbulència diurna era alimentada pel fet de que la capa límit s’escalfava per sota degut a la radiació solar i es refredava per la seva part superior degut a la pèrdua radiativa de l’aire , alta, degut a l’elevada transparència de l’atmòsfera anticiclònica.
Per la nit, la superficie es refredava rapidament ,
resultant en una estreta capa nocturna molt estable d’uns
L’escalfor emmagatzemat al terra de dia en dia anava aumentant i feia que el flux radiat pel terra de nit tot i que s’incrementava progressivament , no aconseguís que les temperatures mínimes decreixèssin. És més aquest increment en la cancelació del refredament nocturn facilitava que la temperatura s’elevés més ràpidament el dia següent a partir de les primeres hores del matí, gràcies a l’escassa humitat del terreny.
L’estiu
del
Segons les dades de l’Observatori de l’Ebre, a Roquetes, els valors mitjans de les temperatures dels mesos de Juny-Agost van ser :
|
|
Juny |
Juliol |
Agost |
|
Tmax |
33,1 |
33,7 |
35,5 |
|
Tmit |
26 |
27 |
27,6 |
|
Tmin |
20,3 |
21,8 |
21,5 |
Per a tindre una idea
de lo alts que són aquests valors, podem consultar aquesta
pàgina, on tenim un resum tèrmic del segle passat des de 1910 fins a
|
|
Juny03 |
Junyb |
An. |
Juliol03 |
Juliolb |
An. |
Agost03 |
Agostb |
An. |
|
Tmax |
33,1 |
27,4 |
5,7 |
33,7 |
30,4 |
3,3 |
35,5 |
30,5 |
5 |
|
Tmit |
26 |
22,1 |
3,9 |
27 |
25,1 |
1,9 |
27,6 |
25,3 |
2,3 |
|
Tmin |
20,3 |
16,8 |
3,5 |
21,8 |
19,7 |
2,1 |
21,5 |
20 |
1,5 |
Podem apreciar en l’anterior taula lo que ja s’aprecia a l’estudi dels útlims anys de la temperatura de l’estiu: les màximes aumenten més que les mínimes, o dit d’una altra manera: l’oscil.lació tèrmica mitjana dels dies d’estiu està aumentant.
Conclusions
Les temperatures extremes i les minúscules precipitacions a Europa des de Maig fins Agost del 2003, va ser ocasionades per unes condicions anticiclòniques persistents durant aquest periode. En particular, durant el Maig , l’anticicló de les Assores i la ITCZ de l’Oest de l’Àfrica , van estar desplaçades cap al nord , mentre que la trajectoria de les borrasques d’estiu es va desviar molt més al sud del normal, resultant en un patró de forçament radiatiu i de nula nuvositat al sector Est de l’Atlàntic tant en superficie com en nivells alts. Els cels inusualment clars i l’intens forçament radiatiu van escalfar de manera anòmala la superficie de l’Atlàntic des del SW de Portugal , mentre que l’aigua a l’Oest de les illes Britàniques es feia més freda del normal . Aquesta situació va contribuir a una forta pèrdua d’humitat de la superficie del continent Europeu. Durant el Juny, tot i que l’anomalia anticiclònica va ser més dèbil a l’Atlàntic, va persistir sobre Europa resultant en fortes anomalies radiatives que van provocar l’escalfament de la superficie continental i el reforçament dels fluxes de calor sensible i latent .La superficie continental es va secar i escalfar en una extensió tal que durant el Juliol, quan el forçament radiatiu va ser més dèbil pel debilitament de l’anticicló, els fluxes de calor latent van ser anomalament baixos degut a l’escassa humitat del sol , facilitant que els fluxes de calor sensible foren molt superiors a lo normal , degut a les elevades temperatures assolides. Durant l’Agost, es va establir un bloqueig sobre Europa que va provocar un nou forçament radiatiu , donada l’escassa nuvositat ; la nova pujada de temperatures va ser amplificada per la inoperativitat de la transformació d’energia radiant en calor latent , donada l’escassa humitat del continent. D’aquesta forma la gran majoria d’energia radiant d’entrada es transformava en calor sensible ( més llogicament sortida d’energia radiant d’ona llarga a l’espai ), fet que va disparar els termòmetres.
Observacions preses a la Universitat de Reading , indiquen
que el terra va jugar un rol important en l’acumulació de calor durant el dia i
el seu gradual alliberament durant
A Catalunya , aquest estiu es va caracteritzar a més a més de per el calor, per les fortes pedregades que es van donar, especialment a la segona part d’Agost, quan l’aire tropical que ens afectava va ser desplaçat per aire més fresc . Aquí podem veure un dels episodis d’aquestes tempestes.
Estudi de l’estiu del 2003 de la Universitat de Reading
Estudi del efectes sobre la mortalitat a Barcelona de
l’ona de calor de l’estiu de 2003
Temperatures
a Barcelona els estius de 2001, 2002 i 2003
Al gràfic anterior hem pogut comprovar que l’estiu de 2003 és molt més càlid que els anteriors.
En aquesta taula podem veure els valors mitjans de les màximes, mínimes i mitjanes dels mesos Juny-Agost dels anys 2001,2002 i 2003 :
|
Màximes |
Mitjanes |
Mínimes |
|
|
27,3 |
24,2 |
21,5 |
2001 |
|
27,1 |
23,5 |
20,3 |
2002 |
|
31 |
27,1 |
23,8 |
2003 |
Podem veure els
valors anteriors en aquest gràfic. Com podem comprovar, l’estiu del 2003 és prop
de
Humitat de l’aire de Barcelona els estius de 2001,2002 i
2003
Com podem apreciar a l’anterior gràfic, és significativa la baixada d’humitat corresponent al pic de calor de l’11 d’agost del 2003. Ens confirma que es tractava d’aire deshidratat i rescalfat degut a la forta subsidència anticiclònica , procedent del nord de l’Àfrica.
Relació de les
defuncions a Barcelona segons l’edat durant els estius de 2001,2002 i 2003
En els anteriors gràfics podem comprovar lo que ja sabiem: com més edat té un , menys improbable resulta passar a “millor vida”.
Relació de les
defuncions a Barcelona segons l’evolució de la temperatura els estius de 2001,2002 i 2003
En aquests podem apreciar clarament que hi ha una vinculació
entre les elevades temperatures i les defuncions.Se veu clarament l’aument de
la mortalitat durant el pic de temperatura de l’Agost de 2003, durant el 25 de
Juny del 2002 i durant el 3 d’agost de 2001. L’aument de mortalitat d’Agost de
2003 és espectacular, com ho va ser l’aument de
Relació de les
defuncions a urgències a l’Hospital de Sant Pau de Juny-Agost de 2002 i 2003
En els anteriors gràfics, podem veure una cosa curiosa. El 13 de Juny de 2002 , hi va haver un important aument de la mortalitat a l’hospital de Sant Pau, però les morts són atribuibles a malalts que estaven interns, ja que les morts a urgències no van aumentar en la mateixa proporció. Podriem dir que es tracta probablement d’una fluctuació aleatoria de les defuncions de l’hospital. En canvi no podem dir el mateix per a l’episodi del 12 d’agost de 2003 i els dies següents. En aquest cas, la mortalitat va ser originada basicament a les urgències, lo qual indica que la gent que va morir no estava en principi prou malalta per a estar hospitalitzada, però sí prou dèbil per a que els afectès l’elevat grau d’estrés tèrmic que vam tenir aquells dies, no només per les elevades temperatures màximes diurnes, si no perque per la nit, les mínimes no baixaven, i feien que la gent no tingués descans durant moltes hores seguides. Probablement aquest fet sigue el més important, ja que de dia ,la gent es pot refugiar del calor quedant-se a casa, que normalment pot estar a una temperatura relativament fresca si per la nit deixa de fer calor. Però aquests dies la cosa no va anar així, i l’escalfor s’anava posant a dintre de les cases, cosa que va resultar fatal per a la gent gran.
