José Manuel Gálvez SRG and International Desks / WPC / NCEP / NOAA

Presentación del tema: "José Manuel Gálvez SRG and International Desks / WPC / NCEP / NOAA"— Transcripción de la presentación:

1 Pronósticos de nubosidad, niebla y llovizna en el ecosistema de la Corriente de Humboldt
José Manuel Gálvez SRG and International Desks / WPC / NCEP / NOAA y Mike Davison International Desks / WPC / NCEP / NOAA Agosto 2013

2 Ecosistema de la Corriente de Humboldt
Bioma a lo largo de las costas de Chile, Peru y Ecuador. Características: ●Océano frío (Corriente Fría de Humboldt + afloramiento costero) ●Mar frío resulta en aire frío cubierto por fuerte inversión térmica (a hPa). ●Inversion limita el desarrollo vertical inhibiendo lluvias fuertes. ●Humedad relativa en la capa marina llega a valores altos y favorece la formación de nubes (estratocúmulos). Estas pueden producir lloviznas y nieblas. Biome is a large ecosystem. RETO: Pronosticar nubes (formación, dissipación, generación de niebla o llovizna)

3 Ejemplos  Niebla y llovizna en la costa Central de Perú
Reverdecimiento anual del desierto (Ecosistema de Lomas) -Drizzle provides water. Fog limits evapotranspiration to a minimum allowing for little water to remain in the soil allowing annual plant growth. -Rainfall totals hardly exceed 100mm/year. Drizzle concentrates between June and October. 

4 Motivación ¿Por qué importan estudiar nubosidad aquí? Impactos
Porque aparte de las lluvias durante El Niño y de las crecidas anuales de los ríos, los impactos de los estratocúmulos siguen en importancia en la región. Impactos (1) Niebla y llovizna ● Críticos para el sensible Ecosistema de Lomas (Ecología / Biología) ● Cierres en el Aeropuerto de Lima (Transporte Aéreo) ● Problemas de tránsito incluyendo accidentes (Transporte Terrestre) ● Planeamiento de actividades para >1/3 de la población de Peru (Logística / Confort) (2) Efectos a escala climática Anomalías persistentes pueden afectar el sistema a nivel clima: ● Radiación y temperatura  cambios en fenología de cultivos (Agricultura) ● Afloramiento SSTs  vida marina (Industria Pesquera) References? Manuel

5 ¿Cuánto sabemos? No lo suficiente por…
Comprensión de procesos (poco interés e investigación) Limitaciones de datos (poca información de altura y experimentos) Representación del sistema en modelos (tienen problemas representando capas límite marinas sobre corrientes frías) References? *VOCALS experiment provided some insight. Algunas analogías pueden establecerse según estudios en regiones de clima similar (e.g. California, Namibia, Marruecos/Mauritania) Sin embargo geografía local puede generar fenómenos y microclimas únicos, intrínsecos de la región.

6 Cómo pueden mejorarse los pronósticos?
Primero comprendiendo qué procesos controlan las nubes costeras, y cómo lo hacen. Esto es esencial para luego… Identificar Predictores A qué variables prestar atención y cuáles ignorar. (2) Conocer la habilidad de los modelos en el pronóstico de éstos ¿Qué tan bien pronostican estos predictores? -¿Cuándo y dónde fallan? ¿Cuándo creerles? -¿Qué predictores son los mejor/peor pronosticados por los modelos? (3) Identificar herramientas y métodos alternativos para mejorar las predicciones E.g. Datos de satélite, SSTs, modelos conceptuales, etc.

7 de la Corriente de Humboldt
Nubes en el Ecosistema de la Corriente de Humboldt Estratocúmulos de Corriente Fría Reference:

8 ¿Qué son estratocúmulos de corriente fría?
Nubes bajas que se forman sobre océanos fríos, donde masas de aire marinas frías y casi/totalmente saturadas yacen atrapadas bajo inversiones térmicas intensas. Agua fría Aire frío (denso) Sc INVERSION INTENSA (muy estable) SUBSIDENCIA Aire cálido (ligero) Temperatura  Rocío Temperatura Altura  Seco High density of cold near-surface air dominates over subsidence. Subsidence still important. -Cold dense layer near coast decreases depth of BL and height of pressure surfaces. -Onshore breeze more marked than nocturnal offshore breeze since coastal nocturnal cooling is usually low due to clouds. This enhances shallowness of BL just off the coast, since mesoscale subsidence from the diurnal breeze rotor dominates. -Offshore BL is deeper as SSTs are warmer (deeper layer) and stability decreases away from coast, widespread rad cooling dominates. -BL near lomas region ( mASL) is higher than near coast in response to orographic lift plus dominant onshore period of sea breeze circulation. Saturado Húmedo

9 ¿Dónde están estos océanos fríos?
Donde hay advección de agua fría y/o afloramiento costero. Usualmente las costas oestes en el subtrópico. Chile-Peru-Ecuador Corriente de Humboldt Oeste de Norteamérica Corriente de California Africa Noroccidental Corriente de Canarias Namibia/Angola Corriente de Benguela NOAA/NWS/NCEP/EMC SST Analysis

10 Corriente de California
Islas Canarias Corriente de Canarias California, USA Corriente de California California: Lima: Canary Islands: Namibia: Lima, Peru Corriente de Humboldt Namibia Corriente de Benguela

11 Otras regiones que tienen afloramiento costero:

12 La capa marina es controlada por las nubes, no la superficie
● TSMs varían poco durante el día sobre el agua enfriamiento/calentamiento diurno y mezcla resultante son controlados por cambios de temperatura en la nube, no en la superficie esto es opuesto a lo que sucede sobre la tierra 16°C 28°C 13°C 14°C 11°C -Clouds sustain themselves. -Once clouds are present, they will tend to persist. MOTOR: ENFRIAMIENTO RADIATIVO EN EL TOPE DE LAS NUBES Los topes de nubes se enfrían constantemente (más en la noche) Esto destabiliza la capa límite y desarrolla la mezcla vertical

13 LAS NUBES SE MANTIENEN SOLAS Y TENDERAN A PERSISTIR
Enfriamiento Radiativo todo el día! Enfriamiento Radiativo -Clouds sustain themselves. -Once clouds are present, they will tend to persist. ●Calor es emitido al espacio ●Radiación solar es reflejada, un porcentaje pequeño calienta las nubes ●Calor es emitido al espacio ●Mayor enfriamiento, mayor mezcla, nubes más densas LAS NUBES SE MANTIENEN SOLAS Y TENDERAN A PERSISTIR

14 MAYOR RETO PARA EL PRONOSTICO!
Qué puede alterar esta retroalimentación persistente? Forzamiento Externo (1) Cambios en el Patrón Sinóptico y en TSMs inducen una vez que interactúan con la capa límite marina ●disipación de nubes ●engrosamiento y lloviznas ●descenso  nieblas DIFICIL DE PRONOSTICAR (2) Interacciones entre la capa marina y la costa COSTA NO SE MOVERA O CAMBIARA, PERO INTERACCIONES DEBEN SER BIEN COMPRENDIDAS PARA UN BUEN PRONOSTICO (3) Ambas opciones (1) y (2) juntas MAYOR RETO PARA EL PRONOSTICO!

15 Ejemplo de interacción con costas
Jun-Ago Sat Visible 17:45Z (~1pm local) ●Nubosidad Promedio de 90 imágenes visibles ~1pm durante el invierno, cuando la cobertura de nubes en la costa llega a su máximo y las TSM a su mínimo ● Más blanco = más nubes ● Gran variabilidad en la costa: Regiones muy nubosas propensas a niebla y llovizna (2) regiones donde las nubes suelen disipar Reference

16 Por qué estas diferencias a lo largo de la costa?
Convergencia del jet Divergencia de velocidad Divergencia direccional y calentamiento adiabático Jet Costero Un ejemplo Efecto de jets costeros (Hay muchos procesos más ocurriendo) Convergencia direccional del jet y flujo tierra adentro Divergencia de velocidad Divergencia direccional y calentamiento adiabático Jet Costero Reference

17 Capa límite marina es más llana cerca a al costa ¿Por qué?
INVERSION (3) Capa límite llana es apoyada por subsidencia más intensa cerca a al costa RETORNO DE BRISA DE MAR CIRCULACION BAROCLINICA POR INVERSION INCLINADA + Convergencia sobre la capa marina es resaltada CIRCULACION BAROCLINICA RETORNO DE BRISA DE MAR INVERSION Temp baja produce menor espesor La inversión se acerca a la superficie Nubes más bajas pueden producir niebla (2) Inversión más llana por temperaturas más bajas INVERSION SSTs más frías cerca a la costa debido al afloramiento

18 Topes de nubes: donde están?
Pensar en ‘llano’. Como la inversión se inclina hacia la superficie al acercarse a la costa, los topes están generalmente a… hPa 925 – 875 hPa Bl depth fn of SST Para buscar nubes costeras y jet costeros hay que ver por debajo de 850 hPa, y muchas veces por debajo de 925 hPa!

19 Inversión llana (<950 hPa) en datos del GFS
Diferencia de temp. en la vertical (T950-T975) con WINGRIDDS Líneas = inversión ● Amarillas  Tdif=0  perímetro ● Celestes  T=2C más a 950hPa Ancho: ● Peru, Ecuador: km afuera ● Chile: km afuera Inversión debajo de 950 hPa (muy llana!) en las costas: ● desde el sur de Ecuador ● al centro de Chile Figure shows the area with temperatures increasing with height in the hPa layer (inside yellow contours). 18 different cases were used to see the variability. Isopleths where temperature increased by 2C in the layer were plotted with light blue dotted lines. Data: GFS 0.5 degree output. Software: WINGRIDDS. *18 casos ploteados

20 Sección Vertical: Inversión Inclinada
Inversión delgada y elevada Inversión llana y gruesa 800 800 850 860 875 Tope 880 920 9-file composites of opposite cases with a shallow inversion (yellow) vs an elevated inversion (light blue) off the coast of Peru. Green shows the base of the inversion and pink the inversion top. Plotted data is simply air temperatures at 00Z. 970 Base Andes 200 km Oeste Este Hacia la costa Mar afuera

21 Tope de nubes = Base de la Inversión Topes 925 970-950
Andes 875 800 860 880 920 850 970 9-file composites of opposite cases with a shallow inversion (yellow) vs an elevated inversion (light blue) off the coast of Peru. Green shows the base of the inversion and pink the inversion top. 925 Topes

22 Estacionalidad de la altura de la Inversión
●La inversión es más débil y llana en el verano ●La inversión es más fuerte y elevada en invierno Andes VERANO (Dec-Abr) Andes INVIERNO (Jun-Oct) In summer inversion slope increases. Subsidence much stronger near coast than offshore ●Subsidencia más fuerte sobre la costa hace descender a la inversión -Mayor calentamiento sobre la tierra -Convección sobre los Andes ●Subsidencia más débil sobre la costa permite inversión más elevada ●TSMs más cálidas producen inversión más débil -Más mezcla vertical a través de la inversión seca capa marina ●TSMs más frías  inversión intensa -Menos mezcla a través de la inversión permite más saturación. -Capa marina nublada se establece y se mantiene sola, creciendo hasta alturas mayores

23 Mirada rápida al efecto de cabos/penísulas
●Flujo cerca a la costa se comporta como flujo en una tubería Este: Montañas Costeras Base: Océano Tope: Inversión Oeste: Fuerza de Gradiente De Presión Tiene 4 fronteras Dónde sucede esto? ●Bajo la inversión ●Las dinámicas del flujo afectan la nubosidad. ●Donde la inversión se inclina más Reference

24 Hidráulica ●Flujo se acelera al estrecharse la tubería
●Flujo de desacelera al ancharse el area ●Al aproximarse a un cabo/penísula, el flujo es bloqueado por el terreno y se apila haciendo crecer la capa marina. ●Esto representa una tubería ancha y el flujo se desacelera ●El flujo asciende y converge, favoreciendo el desarrollo de nubes. ●Al pasar un cabo/península, el flujo encuentra un vacío y se expande. ●La capa límite se vuelve más delgada, como una tubería más fina, y el flujo se ascelera. ●Descenso del flujo y divergencia hacen que disminuya la nubosidad. Reference

25 favorecen niebla y llovizna
Condiciones que favorecen niebla y llovizna ¿Qué cambios en la capa límite marina favorecen estos procesos? Now that we know the general characteristics of the boundary layer over a cold current, lets explore how do we need to modify these to generate fog and drizzle. But first lets go over how fog and drizzle form.

26 Niebla Que produce niebla? ●Arreglo de gotas de agua (y/o
●Los mismos ingredientes necesarios para formar nubes: (1) enfriamiento y/o (2) humedecimiento, pero esta vez la nube está forzada a permanecer cerca a la superficie. ¿Qué fuerza a la nube a permanecer cerca a la superficie? (3) Una fuerte inversión que atrapa el aire húmedo debajo de ella. Niebla ●Arreglo de gotas de agua (y/o cristales de hielo) que reduce la visibilidad a menos de 1km. ●Simplemente una nube cerca a la superficie. Foto: Niebla en Lima, Peru

27 Formación de nubes (recordatorio)
Ingredientes: (a) Humedad (vapor de agua) (b) Una superficie a qué adherirse (núcleos de condensación) Estos ingredientes no son suficientes. Para forzar el agua de un estado gaseoso al líquido se necesita (c) acercarse a la saturación = incrementar humedad relativa cerca al 100% = minimizar la diferencia entre la temperatura T y el rocío Td Dos maneras de acercarse a la saturación Incrementar el rocío (agregar humedad) Bajar la temperatura (enfriar la masa de aire) +Advección de humedad +Evaporación en cuerpos de agua +Incrementando convergencia +Enfriamiento radiativo (pérdida de calor) +Advección sobre una superficie fría +Expansión (ascensos, caídas de presión)

28 Ingredientes para niebla
Ricío Temperatura Temp Altura (1) Inversión muy llana Inversiones atrapan masas de aire debajo de ellas favoreciendo expansión horizontal. Una inversión muy llana forzará a una nube a permanecer cerca al suelo, y limitará la mezcla del aire seco arriba. Esto ayuda a mantener la saturación y preservar la nube. Masa de aire cercana a la saturación favorecerá conversión de vapor de agua a agua líquida para formar una nube cerca al suelo.. (2) Alta humedad relativa cerca al suelo El agua se condensa mucho más rápido en superficies que en aire claro. La formación de nubes es favorecida cuando una masa de aire contiene muchas partículas diminutas. (3) Muchos núcleos de condensación

29 Ingredientes en el Ecosistema de Humboldt
(1) Inversión ● La inversión es intensa por aguas muy frías y subsidencia intensa. ● Es llana cerca a la costa favoreciendo niebla. Altura Rocío Temperatura (2) Saturación ● Evaporación de agua de mar produce una gran cantidad de vapor de agua que queda atrapado bajo la inversión. ● Temperaturas frías favorecen la saturación. (3) Núcleos de Condensación ● La sal de mar es un excelente núcleos de condensación por ser altamente hidrofílico (atrae el agua). ● Hay mucho polvo de desierto. ● Vientos alisios constantes transportan estos núcleos del mar/tierra hacia el aire. Temp

30 Efecto de la Contaminación y Partículas Suspendidas (número grande de núcleos de condensación)
Pueden actuar como un catalítico y favorecer formación de niebla en condiciones bajo saturación.

31 Diversas maneras de formar niebla

32 Tipos principales: de Radiación y de Advección
Niebla de radiación Niebla de advección SE FORMA POR ENFRIAMIENTO RADIATIVO NIEBLA SE FORMA EN ALGUN LUGAR Y ES LUEGO ADVECTADA (1) Pérdida de calor emitido (2) esto enfría el suelo rápidamente y luego el aire cerca al suelo (3) enfriamiento cerca al suelo genera una inversión muy llana (4) enfriamiento también incrementa la saturación. Niebla se forma en algún lugar donde existe una inversión y alta saturación. (2) La niebla es luego advectada hacia otras regiones por vientos en la capa límite (en este caso se necesita viento cerca al suelo). AMBIENTE FAVORABLE Noches despejadas con alta humedad relativa cerca al suelo, vientos débiles y aire seco encima. AMBIENTE FAVORABLE Areas flujo abajo de regiones donde se genera niebla. E.g. Costas al desarrollarse la brisa de mar.

33 Características de la Niebla
Tipo Radiación Advección Duración Menos de 24 horas. Suele disipar durante la mañana según calenta-miento diurno reduce la saturación Puede durar horas o días Localidad Sobre tierra. Comúnmente en valles y explanadas bajas, cerca a una fuente de humedad - Sobre tierra o agua - Donde hay gradientes de temperatura y/o humedad Cobertura -Parches, localizada -Permanece en el mismo lugar - Usualmente abarca áreas grandes de dimensiones de mesoescala -Advectada a largas distancias Densidad Areas densas aisladas -Cambios de intensidad son rápidos Densa o delgada (densa cubre mayor terreno) -Cambios son graduales Grosor o espesor Depende de la inversión de radiación. Tiende a ser llana. Frecuentemente más profunda que la niebla por radiación. Ligada a la sinóptica, y necesita viento.

34 Ingredientes para Niebla de Radiación
● Subsidencia a Gran Escala Resalta estabilidad y limita mezcla vertical ● Enfriamiento Rápido de la Superficie -Noches despejadas permiten que la radiación escape rapidamente permitiendo pérdida de calor y enfriamiento veloz -Esto es resaltado si existe aire seco sobre la inversión. El calor escapará con mayor facilidad FOG ● Humedad a Niveles Bajos -Fuente de humedad cercana -Puede ser un océano, lago, río, pantano, bosque, charcos luego de una lluvia, etc. ● Vientos Calmos Cerca a la Superficie -Mezcla vertical reducida mantiene saturación -Usualalmente vientos <5kt

35 Niebla de radiación en el ecosistema de Humboldt
● No tan común como la niebla de advección pero si ocurre. ● Cierra el Aeropuerto de Lima entre Marzo y Junio pero especialmente en el mes de Mayo ● Inversión de gran escala debe ser llana  Fin de verano/otoño ● Necesita noches despejadas  Fin del verano/otoño cuando la convección andina está terminando o ya culminó y cuando los estratocúmulos aun no están establecidos, así que la capa marina es llana EVENTO DE MAÑANAS DE FIN DE VERANO/OTOÑO Fines de Marzo – Junio durante las mañanas Raro en otras ocasiones ● Requiere vientos débiles cerca a la superficie  Los vientos sinópticos llegan a un mínimo en Mayo

36 Sondeo Niebla por Radiación

37 Ingredientes para Niebla de Advección en el Ecosistema de Humboldt
● Inversión muy llana -Atrapa humedad cerca a la superficie -Favorecida por subsidencia resaltada ● Afloramiento Costero Resaltado -Superficie fría ayuda a enfriar el aire -Gradiente horizontal resaltado ayuda a enfriar rápidamente la masa advectada -TSMs más altas flujo arriba producen más evaporación y rocíos más altos que son advectados sobre el agua fría, produciendo saturación. ● Vientos hacia el afloramiento -Advectan masa húmeda hacia la región de aguas más frías. Esto enfría la masa y la satura, formando niebla

38 Niebla de Advección en el Ecosistema de Humboldt
● Fenómeno muy común, más que la niebla de radiación ● Necesita inversión muy llana  Verano / Otoño ● Requiere afloramiento localizado  Fines de la primavera a y vientos soplando hacia el principios del otoño ● Para entrar a la costa requiere brisa de mar  AM / PM temprano EVENTO DE MAÑANA/TARDE TEMPRANO ENTRE FINES DE LA PRIMAVERA Y PRINCIPIOS DEL OTOÑO Diciembre a Abril/Mayo Raro en invierno/principios de la primavera ● No penetra muy lejos de la costa por mezcla vertical resaltada LIGADA A AREAS COSTERAS Ingresa más lejos en regiones de brisa marina intensa

39 Ejemplo de Niebla de Advección
6am 8am 10am Niebla se forma mar afuera según aire húmedo es advectado sobre una región de afloramiento, donde aguas frías enfrían el aire resaltando la saturación. La brisa de mar se forma y advecta la niebla a la costa Notar que la niebla se disipa rapidamente al entrar a la costa, afectando sólo regiones costeras Niebla también se disipa flujo abajo de cabos y penínsulas por una combinación del calentamiento de la tierra y de calentamiento adiabático (descensos) Según la brisa se intensifica, más áreas costeras son afectadas. Pero la niebla se disipa más rapidamente al entrar a la tierra ya que el calentamiento es mayor y también la mezcla vertical

40 Evolución Sondeo de Niebla de Advección sobre Tierra

41 Condiciones Generales Para Pronosticar Niebla

42 Observaciones de Superficie
Las observaciones nos pueden indicar de varios factores que son conducibles al desarrollo de niebla: Débil viento en superficie Pequeñas depresiones de temperatura-punto de roció, con tendencia a hacerse mas pequeña con el paso del tiempo Bruma (Hz), precede la formación de niebla Caracteriza presencia de núcleos de condensación Tendencias del viento, particularmente su dirección, si esta viniendo de cuerpos de agua o si esta ascendiendo adiabáticamente bajo forzamiento por el terreno.

43 Observaciones de Superficie
Para niebla y estratos en capas bajas, este pendiente de la tendencia en los siguientes parámetros observados. Temperatura/roció y su depresión. Nivel de las nubes, cobertura y tipo Tiempo presente/pasado Visibilidad

44 Excepciones Qué el nivel de superficie este saturado, o cerca de saturarse, no es necesariamente conducible a la formación de niebla. Frecuentemente le achacamos la culpa a la mezcla turbulenta el que no se forme niebla. Pero evidencia empírica indica que la razón más importante radica en el perfil de humedad especifica: Cuando la humedad especifica disminuye con la altura, niebla no se tiende a formar. En lugar se forma rocío. Escarcha se forma si esta suficientemente frío. Ambas condiciones de rocío y escarcha tienen el efecto de secar la atmósfera baja. Saturation at the surface does not always lead to fog formation. In some situations, both the dew point and the temperature decrease, but visibilities remain excellent. Mixing is often blamed for the lack of fog development, but examining the vertical distribution of specific humidity (hydrolapse) provides a more meaningful explanation. If specific humidity decreases in the vertical, fog does not tend to form except in very still air. Instead, dew or rime usually deposits on the ground, which acts to dry the lower atmosphere and delay or prevent fog development. The decreasing vertical humidity profile can explain many of the situations with surface saturation and no fog.

45 Método de la Temperatura de Paso (Crossover Temperature)
La temperatura de paso es la temperatura de punto de rocío más baja observada durante la parte más cálida del día. En teoría, durante este periodo es cuando en teoría la masa de aire esta mas uniforme/mezclada. La utilizamos para implicar el estado de humedad de toda la capa de niebla. Conceptualmente esto representa la temperatura de roció a una altura de 200 pies sobre el terreno (unos 60 metros). Este es el método que los meteorólogos de la compañía UPS utilizan para pronosticar para los aeropuertos que ellos utilizan.

46 Método de Temperatura de Paso
Asume que… No hay advección fría o cálida No se espera precipitación ni advección de humedad No se espera advección de aire seco Tendencia diurna del rocío El método evalúa la tendencia de la temperatura de punto de roció durante el día: Si el roció disminuye según aumenta la temperatura, podemos inferir/asumir que el hay aire seco arriba. Esto puede inhibir, o prevenir, formación de niebla. Si el roció es constante, o aumenta, según aumenta la temperatura durante el día, podemos asumir que la humedad especifica aumenta con la altura o que es constante. Esto promueve la formación de niebla, o puede facilitar su formación mas temprano de lo normal.

47 Reglas Convencionales usando el Método de la Temperatura de Paso
Niebla, inicialmente, se puede formar, cuando la temperatura del sensor llega a la temperatura de paso. Cuando la temperatura del sensor cae un par de grados por debajo de la temperatura de paso, pronostique el rápido descenso de la visibilidad y el techo. Con la visibilidad frecuentemente cayendo a menos de 1,600 metros (1 NM). Ojo que este método no toma en consideración la temperatura del subsuelo, o el terreno, lo cual puede llevar a resultados no predecibles. Si la temperatura del terreno es menor que la temperatura de paso, el riesgo de formación de niebla es mayor. Si la temperatura del terreno es mayor que la temperatura de paso, el riesgo de formación de niebla es menor.

48 Slides adicionales (por traducir y desarrollar)

49 Climatology Questions for us:
DJF (SUMMER) MAM (FALL) Before forecasting, one MUST know the climatology! Seasonality e.g.: Think thoroughly before forecasting dense fog in a time of the year when it rarely occurs. Geography e.g.: Think thoroughly before forecasting dense fog in a location where it rarely occurs. Coastal Fog Coastal Minima When/where are the highest chances for clouds? When/where is drizzle more likely than fog? When/where is fog more likely than drizzle? Questions for us: SON JJA Coastal Maxima High density of cold near-surface air dominates over subsidence. Subsidence still important. -Cold dense layer near coast decreases depth of BL and height of pressure surfaces. -Onshore breeze more marked than nocturnal offshore breeze since coastal nocturnal cooling is usually low due to clouds. This enhances shallowness of BL just off the coast, since mesoscale subsidence from the diurnal breeze rotor dominates. -Offshore BL is deeper as SSTs are warmer (deeper layer) and stability decreases away from coast, widespread rad cooling dominates. -BL near lomas region ( mASL) is higher than near coast in response to orographic lift plus dominant onshore period of sea breeze circulation. Offshore Maxima

50 Stratocumuli Forecasting
How do they respond to changes in synoptic pattern & SSTs: ● Which patterns produce fog, when and where? ● Which patterns produce drizzle, when and where? Reference: ● Which patterns lead to dissipation, when and where?

51 Overcast vs Clear afternoons at Lima
OVERCAST CLEAR Jun 9 Jun 10 Jun 16 Jun 20 Jun 21 Jun 28 Jun 29 Jul 11 Jul 12 Jul 13 Jul 14 Jul 15 Jul 16 Jun 7 Jun 12 Jun 18 Jun 19 Jun 30 Jul 1 Jul 18 Jul 6 Jul 2 Jun 23 Jun 14 Jun 11 9 9 -Composites 18 files (9 overcast vs 9 clear afternoons)

52 Overcast vs Clear afternoons at Lima
INVERSION HEIGHT (at 1pm, clearing peak) Inversion above 950 Inversion below 950 -Deeper moist layer -Thicker clouds that are harder to erode (1) Deeper moisture (2) They reduce diurnal surface heating over the coast reducing diurnal mixing. -Shallow moist layer -Thinner clouds easy to dissipate (1) Thinner saturated layer (2) More radiational heating at surface enhances mixing.

53 Cross Section Light blue=cloudy…much deeper Boundary Layer

54 Overcast vs Clear afternoons at Lima
700 hPa Flow – 00z, F00 (evening before event) Southerlies  overcast skies Weak northerlies or “lack of southerlies”  clearing during next day’s afternoon. -Composites 18 files (9 overcast vs 9 clear afternoons) -Winds multiplied by a factor of 5

55 Overcast vs Clear afternoons at Lima
850 hPa Flow – 00z, F00 (evening before event) OVERCAST +SSE, 6-7KT -No Coastal Trough Present CLEARING +Very weak winds +Weak high off central coast, trough to the west +Coastal Trough to the west -Composites 18 files (9 overcast vs 9 clear afternoons) -Winds multiplied by a factor of 5

56 Overcast vs Clear afternoons at Lima
925 hPa Flow – 00z, F00 (evening before event) OVERCAST +Faster winds (10-11KT) + Windy BL disrupts the diurnal cycle of clearing over land? CLEARING +Slower winds (4-5KT) +Diurnal cycle enhanced locally? -Composites 18 files (9 overcast vs 9 clear afternoons) -Winds multiplied by a factor of 5 Differences mainly due to wind speed. Changes in “V” comp. larger than those in “U”.