Adaptive model predictions of daily total column ozone over the Amazon Inter-Tropical Confluence Zone

Predicciones de modelos adaptativos de columna total de ozono diaria en la Zona de Confluencia Inter-Tropical del Amazonas

El objetivo de este documento es ampliar el alcance de un reciente modelo adaptativo para hacer predicciones sobre tendencias de la columna total de ozono (CTO) sobre la Zona de Confluencia Intertropical Amazónica (ZCIT). El modelo adaptativo hace predicciones diarias de CTO sobre la región ecuatorial-tropical de los Andes, basándose en patrones estacionales y el ciclo solar. Este estudio utiliza observaciones diarias del ciclo del número de manchas solares, suministradas por el Centro Mundial de Datos para la producción, preservación y diseminación del número de manchas solares internacional (Observatorio Real de Bélgica), y datos satelitales de columna total de ozono recolectados por NASA (enero 1979 a abril de 2018) para dos lugares geográficos en Colombia: uno dentro y el otro adyacente a la ZCIT. El acuerdo entre las predicciones diarias de la columna total hechas por el modelo adaptativo y las observaciones satelitales es excelente. Se reportan errores relativos promedio diarios alrededor de 3.7 % y 2.8 % para ambos lugares.

INTRODUCCIÓN

En la segunda mitad del siglo XX, varios estudios buscaron una posible relación entre las variaciones de la columna total de ozono (TCO) y los ciclos de actividad solar (por ejemplo, Willett 1962, Keating et al. 1981, Angell 1989, Labitzke & Van Loon 1997, Zerefos 1997, Haigh et al. 2010, Miyagawa et al. 2014) sin conseguir establecer una relación estadística aceptable.

Los intentos de producir modelos fenomenológicos que describan los efectos de la actividad solar sobre la capa de ozono no mostraron una dependencia específica con respecto a una geoposición en la Tierra y al día del año (Soukharev & Hood 2006, Randel & Wu 2007). Además, se han propuesto aproximaciones para mostrar el efecto de la actividad solar, no para el ozono estratosférico sino para el troposférico, por ejemplo, Selvaraj et al. (2010) logran un coeficiente de correlación de 0,88 pearson entre el ozono troposférico y la actividad solar para un sitio costero rural tropical en la India. En ese estudio se utilizaron medias anuales de 9 años de datos. Otros estudios informan de la influencia combinada de la actividad solar y los efectos terrestres (por ejemplo, la Oscilación Cuasi-Bienal) en el ozono estratosférico (Kuttippurath & Nair 2017, Roscoe & Haigh 2007).

Partiendo de lo anterior, y de la necesidad de disponer de un modelo para predecir la evolución de la capa de ozono (Stolarski & Frith 2006) ya que se dispone de un amplio conjunto de datos tomados por diferentes misiones satelitales desde 1978, el objetivo de este trabajo es ampliar el uso de un modelo adaptativo para estudiar el comportamiento y realizar predicciones diarias de la TCO sobre la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT).