Upwelling in the tropical lower stratosphere: effects on tracer transport and drivers of variability. Ascenso en la baja estratosfera tropical : efectos en el transporte de trazadores y fuentes de variabilidad

Ascenso en la baja estratosfera tropical: efectos en el transporte de trazadores y fuentes de variabilidad La circulacion media zonal en la estratosfera se caracteriza por ascenso en el tropico, transporte meridional hacia los polos y descenso sobre latitudes altas. El ascenso de aire en la baja estratosfera tropical y a traves de la region de transicion de la tropopausa tropical constituye el principal principal mecanismo de entrada del aire troposferico a la estratosfera. Por tanto este transporte determina en gran medida la composicion quimica del aire en dicha capa atmosferica, que a su vez ejerce un papel fundamental en el balance radiativo de la superficie terrestre. A pesar de la importancia del transporte ascendente de masa y compuestos quimicos en la baja estratosfera tropical (upwelling en ingles), existen actualmente incertidumbres basicas acerca de su magnitud y variabilidad, asi como de sus principales forzamientos. Los resultados incluidos en esta Tesis Doctoral, los cuales constituyen el contenido de cuatro publicaciones en revistas internacionales especializadas, contribuyen al avance en el conocimiento actual del upwelling tropical. Se ha estudiado el efecto la circulacion en la baja estratosfera tropical y su efecto sobre los trazadores utilizando medidas de satelite y tambien datos de un modelo climatico con quimica acoplada. Los resultados, tanto observacionales como del modelo, muestran un alto grado de variabilidad comun entre las concentraciones de los trazadores y las estimaciones dinamicas del upwelling en distintas escalas temporales, confirmando la importancia de este proceso de transporte para dirigir fluctuaciones en los gases en la baja estratosfera tropical. En particular, los resultados demuestran que el upwelling juega un papel fundamental en el forzamiento del amplio ciclo anual que presenta el ozono justo por encima de la tropopausa tropical. Esta afirmacion, en acuerdo con trabajos previos, esta sin embargo en contradiccion con los resultados publicados recientemente por un grupo de investigacion aleman. El analisis con datos de modelo realizado en esta Tesis Doctoral muestra que el upwelling domina el ciclo annual del ozono en la baja estratosfera tropical, mientras que al nivel de la tropopausa tropical el transporte horizontal por parte del monzon asiatico juega el papel mas importante. Partiendo de estos resultados, y en colaboracion con el grupo aleman mencionado, se ha concluido que la contradiccion entre los trabajos mencionados es solo aparente, y surge al comparar los analisis en terminos no equivalentes. Por otro lado, se han investigado las fuentes de variabilidad del upwelling tropical, utilizando una base de datos de reanalisis, basada en observaciones. La circulacion estratosferica esta forzada dinamicamente, es decir se produce en respuesta a la ruptura de ondas, de escala tanto planetaria como sinoptica, en distintas regiones de la atmosfera. En esta Tesis Doctoral se comprueban los resultados teoricos acerca del forzamiento de la variabilidad sub-estacional del upwelling en las observaciones. Se han identificado dos regiones principales o centros de accion del forzamiento: la estratosfera extratropical de invierno y la alta troposfera subtropical de ambos hemisferios. Ademas se ha visto que el forzamiento en la primera region esta asociado a la (asi denominada) rama profunda de la circulacion estratosferica. Por el contrario, el forzamiento en el subtropico es relevante solo para la rama superficial de la misma.