Summarizing the Framework

En este apartado vamos a comparar el UVI medido experimentalmente en la estación de Izaña con el instrumento YES y el simulado con el modelo LibRadtran el 16 de mayo de 2010.

Los parámetros generales que se la han dado de entrada al modelo LibRadtran quedan reflejados en la Tabla 4.1, excepto, como vimos en el Apartado 4.3.1.2, la sección eficaz del ozono, que vamos a considerar Molina and Molina y el rango espectral que va desde 280 nm a 315 nm, el resto de variables de entrada las podemos consultar en la Tabla 4.9.

En la Figura 4.14 se muestran diferentes imágenes del satélite MSG a diferentes horas del día. En éstas se aprecia una gran diferencia respecto a la Figura 4.10, y es que en este día, la radiación que llega a la estación de Izaña se va a ver afectada tanto por el mar de nubes originado en las laderas de barlovento como el originado en las laderas de sotavento.

09:30 10:30 11:30 14:30

Figura 4.14.- Imágenes HRV tomadas por el satélite MSG en la región de Tenerife el 16 de mayo de 2010 a diferentes horas del día. El punto amarillo señala la situación de la estación de Izaña.

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En la Figura 4.15(a) podemos ver la comparación entre el UVI medido experimentalmente y el simulado con el modelo LibRadtran, así como las diferencias relativas encontradas entre ambas medidas. En ella podemos ver que existe una mayor diferencia a lo largo del día que el obtenido para el 20 de abril de 2009. Entre las 09:00 horas de la mañana y las 17:00 horas de la tarde las diferencias relativas, en valor absoluto, se encuentran entre el 14% y el 17%. Esta diferencia como podemos ver queda reflejada en la Figura 4.15(b), es prácticamente constante tanto en las medidas de la mañana como en las de la tarde.

Figura 4.15(a).- Comparación entre el UVI medido experimentalmente y el simulado con el modelo LibRadtran a lo largo del 16 de mayo de 2010. La línea roja representa el índice experimental, la línea azul el índice simulado y la línea verde la diferencia relativa entre ambas medidas.

Figura 4.15(b).- Diferencia relativa obtenida al comparar el UVI medido experimentalmente y el simulado con el modelo en función del SZA el 16 de mayo de 2010. La línea azul corresponde a las medidas de la mañana (AM) y la línea roja corresponde a las medidas de la tarde (PM).

Tabla 4.12.- Comparación del UVI medido experimentalmente y el simulado con el modelo

LibRadtran, el 16 de mayo de 2010. El coeficiente “a” indica la pendiente de la recta de ajuste,

“Δa” el error asociado a dicha pendiente, “b” el origen de la recta de regresión, “Δb” el error

asociado del coeficiente b, “R2” el coeficiente de correlación y “RMSE” el error cuadrático medio.

Caso de estudio: 16 de Mayo de 2010 (Juliano 136)

Imodelo = a Iexp + b 𝒂 ± ∆𝒂 𝒃 ± ∆𝒃 R2 RMSE Índice UVI 0.834 ±0.002 0.092 ± 0.016 0.999 1.13 (12.59%) 06:000 09:00 12:00 15:00 18:00 2 4 6 8 10 12 14 U V I

Indice UVI Observado Modelo Indice UVI

06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 -20 -10 0 10 20 Hora(TMG) D ife re nc ia R ela tiv a ( % ) Diferencia Relativa 0 20 40 60 80 -10 -5 0 5 10 15 20 SZA (º) D ife re nc ia R ela tiv a ( % ) Indice UVI AM Indice UVI PM

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Si realizamos un ajuste lineal entre las medidas experimentales y las simuladas con el modelo, obtenemos los resultados expuestos en la Tabla 4.12, donde podemos afirmar que en este día no existe la buena concordancia que existe entre ambas medidas en el caso de estudio anterior, 20 de abril de 2009, a pesar de que el valor obtenido del R2 _{es prácticamente la unidad, pero esto se debe a la simetría}

de la Figura 4.15(a).

El valor máximo diario del índice UVI, definido como el valor promedio de la radiación en torno a 30 minutos del mediodía solar (WMO, 2002) según las medidas experimentales es de 12.9 y según el modelo LibRadtran 11.1, por lo que presenta una diferencia relativa del 13.95%, tomando como referencia el UVI medido experimentalmente.

(a) 20 de abril de 2009 (15:15) (b) 16 de mayo de 2010 (15:15)

Figura 4.16.- Comparación de dos imágenes de satélite HRV tomadas por el satélite MSG el 20 de abril de 2009 y el 16 de mayo de 2010 a las 15:15 horas ambas imágenes, sobre la región de Canarias. El cuadro rojo indica la situación de la isla de Tenerife y el punto amarillo indica la situación del OAI.

Si analizamos el por qué de estas diferencias encontradas entre dos días (20 de abril de 2009 y 16 de mayo de 2010) con características similares, concluimos que la gran diferencia que existe se debe a la diferente extensión del mar de nubes en las proximidades del OAI. Si comparamos dos imágenes tomadas por el satélite MSG a la misma hora (Figura 4.16), vemos que en la figura 4.16(a) existe un manto muy fino de nubes en la vertiente norte de la isla de Tenerife, mientras que en la Figura 4.16(b) este manto de nubes es más grueso y además se aprecia bastante nubosidad en torno al OAI. Estas nubes que se aprecian en ambas figuras son mantos de nubes situadas a altitudes comprendidas entre los 770 m y los 1850 m. Tal y como se discutió en el Capítulo 1 (Apartado 1.2) no se trata de nubes altas, sino que se trata de nubes situadas por debajo de la estación de Izaña.

La mayor diferencia es que el mar de nubes de la figura 4.16(b) se ha originado tanto en las laderas situadas a barlovento como a sotavento de la isla de Tenerife, mientras que en la figura 4.16(a) solamente se ha originado en las laderas situadas a barlovento. Como se concluyó en García (2008a) la radiación U-V medida experimentalmente en la estación de Izaña se ve muy afectada por la presencia del mar de nubes. Este efecto se traduce en un aumento considerable del albedo efectivo de la superficie, que es el parámetro de entrada al modelo más afectado por la reflectancia debida a las

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nubes (Weihs et al., 1999), (Kylling et al., 2000b). Si analizamos los resultados obtenidos a lo largo de este caso de estudio, vemos como esta diferencia tan relevante no se aprecia en las comparaciones de la radiación global, directa y difusa estudiada, dado que son rangos espectrales diferentes.

A la vista de los resultados podemos concluir que la presencia del mar de nubes, y en particular, la extensión y la ubicación a la que se encuentre el mar de nubes en relación a la estación de Izaña, produce un aumento en el albedo efectivo de la superficie que afecta al rango UV, confirmando los resultados obtenidos en García (2008a).

Además de las imágenes expuestas anteriormente, este día disponemos de una serie de imágenes tomadas desde el transbordador espacial Atlantis, perteneciente a la NASA, mientras realizaba su acoplamiento a la ISS (International Space Station) sobre las Islas Canarias. Estas imágenes ilustran de forma atractiva la presencia del mar de nubes sobre la isla de Tenerife (Figura 4.17).

Figura 4.17.- Imágenes tomadas por el transbordador espacial Atlantis, perteneciente a la NASA, mientras realizaba su acoplamiento a la ISS sobre las Islas Canarias el día 16 de mayo de 2010. El círculo rojo indica la situación de la isla de Tenerife.

(Fuente: http://www.nasa.gov/mission_pages/station/main/index.html)

4.4.- Casos de Estudio: Días con intrusión sahariana.

Como vimos en el Capítulo 1 (Apartado 1.2), otro factor importante en el clima de la región de Canarias es su proximidad al continente africano. En un número apreciable de días del año se producen invasiones de aire procedentes del desierto del Sahara (Alonso-Pérez, 2007). En estos días se produce

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una disminución considerable de la visibilidad, debido al polvo en suspensión que es arrastrado desde el desierto. Además presentan otra característica y es que son los días del año, aunque no los únicos, donde no se aprecia mar de nubes en la isla de Tenerife. Esto se debe a que en los días con intrusión la capa de inversión se sitúa por debajo del nivel de condensación (Dorta, 1996). Estas intrusiones se producen también en situaciones de inestabilidad atmosférica, observándose en ocasiones hidrometeoros como la lluvia, nieve o cencellada. Al estudiar la información dada por las trayectorias de las masas de aire, Bustos et al. (1998) y Alonso-Pérez et al. (2007), encontraron que el máximo absoluto de estas invasiones de aire procedentes del desierto del Sahara y que afectan al OAI tienen lugar en verano. El período en el que nos vamos a centrar para seleccionar los días de estudio con intrusión sahariana es el correspondiente a los meses de julio y agosto. El aumento de AOD durante estos meses queda reflejado en la serie dada por la Red AERONET (Figura 4.2-Dcha.)