Condiciones meteorológicas extremas e impacto ambiental causados por los vientos de Santa Ana en el noroeste de México y suroeste de EUA

Abstract

"El presente trabajo representa un análisis exhaustivo de la dinámica de las condiciones de los vientos de Santa Ana y los diferentes procesos que rodean a este fenómeno meteorológico, además de su impacto ambiental en el noroeste de México y suroeste de E.U.A., por medio de la aplicación de diferentes técnicas de simulación numérica. Empleando el modelo numérico Weather Research and Forecasting acoplado con un módulo químico (WRF-CHEM) en diferentes eventos extremos, se estudiaron las modificaciones meteorológicas presentes durante el paso de los vientos de Santa Ana y también su influencia en la formación de tormentas de polvo además del deterioro de la calidad del aire en zonas densamente pobladas. Los resultados demuestran el transporte de grandes cantidades de polvo afectando áreas urbanas elevando las concentraciones de material particulado de tamaño fino (PM10) por encima de los valores permisibles por los estándares oficiales, además de revelar la fuerte erosión eólica del suelo en regiones de cultivo en el noroeste de México. Se propuso una metodología para estimar la deposición de polvo en el Golfo de California, la cual combina el uso del WRF-CHEM y simulación de trayectorias lagrangianas con el modelo HYSPLIT. Las simulaciones demostraron que una importante cantidad de polvo puede ser depositado en el Golfo de California durante esta clase de eventos, lo cual podría tener impacto en la actividad biológica. Finalmente, por medio de simulación de trayectorias lagrangianas, se mostró la dinámica que contribuye al calentamiento del aire en la península de Baja California a través de la compleja interacción entre el viento y la topografía."

"This work represents an exhaustive analysis, through the application of different numerical simulation techniques, of the dynamics of the Santa Ana winds conditions and the different processes surrounding this meteorological phenomena, besides its environmental impact in northwestern Mexico and southwestern USA. Applying the numerical model Weather Research and Forecasting coupled with a chemical module (WRF-CHEM) to different extreme events, it was studied the meteorological modifications presents during the arrival of Santa Ana winds, and also its influence in the formation of dust storms besides the air quality deterioration in densely populated areas. Results show the transport of high dust quantities reaching and affecting urban areas by rising fine size particulate matter concentrations above permissible official standards, also revealing aeolian erosion of soil from agriculture areas in western Mexico. A methodology was proposed to estimate dust deposition in the Gulf of California, which combines the application of WRF-CHEM model and lagrangian trajectories simulation through HYSPLIT model. The simulations demonstrated that an important quantity of dust is deposited within the Gulf of California during this kind of events, which could have an impact in the biological activity. Finally, through lagrangian trajectories simulation, it was displayed the dynamics that contribute with the heating of air in the peninsula of Baja California by a complex interaction between wind and topography."