1. Introducción.

En el siguiente documento se describen las observaciones efectuadas en el aeropuerto de San Ignacio de Velasco, Bolivia durante el "Training Course on Low Level Jets". El objetivo de esta campaña de observaciones esta centrado en el entrenamiento de las personas para realizar observaciones de globos pilotos y el manejo del instrumental necesario para efectuar un radiosondeo. Asimismo se pretende efectuar un sencillo análisis de las observaciones con el fin de poder extraer el comportamiento dinámico y termodinámico en la región donde se observa la influencia y presencia del Low Level Jet (LLJ). De la misma forma se presentan algunos resultados que permiten establecer la variabilidad de las observaciones en los parámetros dinámicos y termodinámicos fundamentales de la región en estudio.

Por otro lado se propone un cronograma de radiosondeos y globos pilotos para las observaciones durante el experimento a realizarse entre el 15 de noviembre y el 15 de diciembre del 2002 y entre el 15 de enero y el 15 de febrero del 2003 para las observaciones durante el proyecto en el siguiente esquema :

• Observaciones periódicas
• SOP (Special Observing Periods)
• IOP (Intensive Observing Periods)

Se debe aclarar que las observaciones efectuadas en radiosondas las señal correspondiente al canal de humedad relativa no funcionó correctamente, salvo en la observación del 15 de febrero que se presenta en el documento.

3. Análisis y procesamiento de las observaciones de radiosondas.

Los datos son transmitidos por la radiosonda (tiempo de ascenso, temperatura, presión, humedad relativa) en la banda de frecuencias de VHF alrededor de los 403 MHz hacia la estación de recepción en superficie. La transmisión y adquisición de estas señales posee ruido sea por pérdida de la portadora del sistema de recepción, sea por oscilación mecánica de la radiosonda, por atenuación de radiación en capas densas de la atmósfera; en casos donde el sondeo involucra la presencia de nubes.

Por ello, para el tratamiento de dichos datos y la correcta interpretación de los mismos se deben extraer o limpiar los canales conteniendo variables de sondeo dado que en forma original la señal presenta espurias "spikes" en la transmisión por las razones expuestas anteriormente. Se implementó para ello un filtro digital de media ( Brock, F. "A non Linear Filter to Remove Impulse Noise form Meteorological Data", J. Atmos. Ocean Tech., 3, pp : 51-58, 1986). El mismo considera una trama del perfil con un cierto número de puntos (N = 3,5,7, etc) y realiza la media entre dichos valores permitiendo identificar los puntos donde se producen dichos spikes y extrayéndolos del perfil. En la expresión siguiente se muestra el desarrollo del filtro :

donde y[n] es el perfil filtrado y x[n] es el perfil transmitido por la radiosonda.

En la figura 1 y 2 se muestran los perfiles de presión y temperatura filtrados con una ventana móvil de 3, 5 y 7 puntos así como también la señal original. En el eje horizontal se representa el tiempo de ascenso de la radiosonda.

En las figuras 1 y 2 se aprecia la intensidad de los "spikes" de las señales adquiridas a un ritmo de 1 Hz. Asimismo se debe destacar que el filtrado con una ventana estrecha (3 datos) no permite un adecuado filtrado de las señales ya que cuando la frecuencia de spikes que se transmiten aumenta en el tiempo la media de la distribución de datos se distorsiona del perfil adecuado. Por el contrario si se efectúa el filtrado con una ventana extendida en el tiempo se logra estabilizar el perfil (Caso de 5 datos). Por otro lado si la cantidad de elementos del filtro se aumenta considerablemente se comienza a perder la micro-estructura propia del radiosondeo. En lo que sigue se presentaran las señales tratadas con una ventana temporal de 5 elementos utilizando el filtro de media mencionado anteriormente.

4. Resultados de los perfiles de temperatura.

En la figura 3 se presentan los perfiles de temperatura en función de la presión de todas las observaciones efectuadas en el transcurso de la experiencia. Para ello se efectuó utilizó un promediado vertical cada 5 hPa de cambio en la presión, con el fin de poder efectuar una análisis de variabilidad en alturas y en el tiempo.

En la figura 3 se verifica claramente las signaturas verticales correspondientes a los radiosondeos tomados durante las horas de la mañana (1100 UTC) mostrando una estratificación vertical importante hasta aproximadamente los 870 hPa. Dicha situación termodinámica se corresponde con la fase estable de la capa límite planetaria. En contrario los perfiles de temperatura observados alrededor de la 2000 UTC muestran una inestabilidad vertical propia de la fase instable de la capa limite planetaria.

5. Resultados de los perfiles de Humedad.

Los resultados extraídos del canal de humedad no pudieron ser interpretados por problemas en el protocolo de comunicación. Solamente se logró efectuar una única experiencia de radiosondeo donde se obtuvo señal correspondiente en forma correcta del canal de humedad relativa. En la figura 4 se muestran los perfiles de temperatura y humedad relativa correspondiente a dicho radiosondeo. Observamos en este caso la inversión de temperatura que presenta el perfil cerca de la superficie en la capa limite atmosférica y en un punto alrededor de los 450 hPa la cual se puede asumir como una signatura que se corresponde con la finalización de la capa de nubes presente todo el tiempo de la experiencia. El comportamiento del perfil de humedad relativa muestra claramente las características de la masa de aire de la capa limite atmosférica hasta alrededor de los 900 hPa luego presenta un valor cercano al 80 % correspondiente al sondeo en condiciones de nubosidad importante. Los valores de la humedad relativa obtenidos cercanos a la superficie fueron comparados con los obtenidos por la estación de superficie no arrojando diferencias significativas. Por otro lado la medición por encima de los 400 hPa muestra una atmósfera seca con valores muy bajos de RH no apreciándose la presencia de la tropopausa.

6. Comportamiento temporal de los perfiles de temperatura.

Se realizo un estudio de la variabilidad de las observaciones de temperatura para todos los radiosondeos observados con el fin de determinar la pertinencia de dichas mediciones en base a su variabilidad atmosférica en las latitudes del experimento.

En este sentido en la figura 5 se muestra la variabilidad temporal de los perfiles de temperatura diurnos y nocturnos referidos al perfil promedio de temperaturas de todas la experiencias. Observamos en dicha figura una variabilidad de la temperatura alrededor de +/- 3 ^oC de ciclo diurno desde la superficie hasta los 850 hPa.
 
 

En la Figura 6 se representan las anomalías de temperatura de los perfiles diurnos respecto a su valor medio diurno. Es decir se seleccionaron todos los perfiles de temperatura efectuados por la mañana alrededor de las 11 UTC. En la figura 6 vemos que la anomalía de temperatura se encuentra en alrededor de +/- 1 ^oC en las capas bajas.
 
 

En la Figura 7 se representan las anomalías de temperatura de los perfiles nocturnos respecto a su valor medio. Dicha figura contiene los datos de los radiosondeos efectuados en torno a las 20 UTC. En ella se puede ver que la anomalía de temperaturas es importante en las capas bajas (hasta 850 hPa) alcanzando los +/- 3 ^oC cerca de la superficie.
 
 

7. Análisis y procesamiento de las observaciones de Globos Pilotos .

Durante el curso de entrenamiento se lanzaron globos pilotos dos veces al día, en la mañana y en la tarde. Estos globos de 30 grs. se llenaron con helio y se estimó su velocidad de ascenso en 3.7 m/s para calcular la velocidad y dirección del viento en distintos niveles. En cada lanzamiento se siguió el globo piloto con dos teodolitos. Se comprobó, comparando los dos perfiles para un lanzamiento determinado, que las diferencias entre ambas no eran significativas y por lo tanto se consideró una observación para efecto de análisis de la condición del momento. En la figura 8 se presentan los perfiles verticales de viento para los 6 días de observación. En rojo se destacan los perfiles correspondientes a la mañana, en tanto que en negro se destacan los de la tarde. Resalta de la imagen la mayor altura alcanzada por los perfiles de la tarde (a excepción del Lunes) lo que corresponde a la presencia de una densa capa nubosa de baja altura presente en las mañanas en el lugar de observación. Se aprecia también que hay una dirección del viento del noroeste que se observa con mayor frecuencia tanto en las mañanas como en las tardes en la capa comprendida entre la superficie y los 2500 m (ASL) aproximadamente. No se observa una dirección predominante en los niveles superiores. En la figura 9 se muestra la trayectoria de los globos pilotos en el plano. En esta figura se aprecia más claramente la influencia de una mayor frecuencia de vientos provenientes del noroeste en las trayectorias de los globos pilotos. En la figura 10 se presentan los perfiles de San Ignacio junto con los que se obtuvieron de Santa Cruz. Si bien la dirección del viento indicada no coincide en ambos casos para los días Martes y Miércoles, si se presenta el cambio de dirección de Martes a Miércoles en ambas ciudades. El Viernes en la tarde si se aprecia una mayor coincidencia en la dirección del viento entre San Ignacio y Santa Cruz.