Escalamiento espacial de sistemas convectivos de mesoescala sobre Colombia y el Pacífico Oriental en 1998 según la misión TRMM

Se estudian los patrones de escalamiento espacial bidimensional de tormentas intensas desarrolladas dentro de sistemas convectivos de mesoescala (SCM) sobre Colombia y el Pacifico Oriental, durante 1998, usando información de satélite de la misión TRMM ( Tropical Rainfall Measuring Mission). Para caracterizar la variabilidad espacial de la precipitación con respecto a la escala espacial, se han usado herramientas de cuantificación de las propiedades estadísticas de escalamiento simple y múltiple de campos aleatorios, tales como el espectro de potencias de Fourier en dos dimensiones y el análisis de escalamiento de la función de estructura. Los resultados indican que la variabilidad espacial de los campos de precipitación sobre la región exhiben espectros de Fourier bidimensionales con decaimiento potencial, es decir, E(k)=ck^-â, donde k denota el número de onda, c es el prefactor y â es el exponente de escalamiento. Los estimados promedios de â exhiben valores ligeramente mayores sobre el océano (â=2,873) que sobre el continente (â=2,867), lo cual parece reflejar las diferencias existentes entre la dinámica de organización espacial de la convección sobre océano y tierra, con mayor correlación espacial sobre el océano. Los resultados del análisis de la función de estructura de las fracciones de área con lluvia, permiten concluir la presencia generalizada de escalamiento múltiple en la variabilidad espacial de los eventos asociados con SCM. Una conclusión general indica que los eventos sobre el continente muestran una mayor desviación con respecto al escalamiento simple, que los eventos que se desarrollan sobre el océano. Se identifican diferencias significativas en los valores promedio de la intensidad espacial de las tormentas, R, con valores de 1,878 mm/h y 1,608 mm/h, sobre océano y continente, respectivamente. En forma similar, se encuentran diferencias significativas en el parámetro p, el cual relaciona la tasa promedio del crecimiento de la fracción del área cubierta por las regiones con lluvia o sin lluvia dentro de la tormenta, en las diferentes escalas espaciales, con valores promedio de 0,21 (océano) y 0,24 (continente). La relación estimada entre p y R es inversamente lineal entre océano y continente. El ciclo anual promedio de los valores de p, b y R permite concluir que el valor de p es mayor sobre el continente que sobre el océano, y que el valor de b es menor sobre el continente que sobre el océano a lo largo de todo el año. No es clara la relación con la variación anual de la intensidad promedio de los eventos con SCM. El valor de p sobre el océano exhibe fuertes fluctuaciones en las épocas de mayo-junio y de septiembre-octubre.

Spatial scaling properties of intense storms developed within mesoscale convective systems (MCS) over Colombia and the eastern tropical Pacific are studied, using satellite data from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). We use quantitative tools of single and multi-scaling properties of random fields, such as the bi-dimensional Fourier spectra, and the so-called structure function. Rainfall fields exhibit power law Fourier spectra, E(k)=ck^-â, with k denoting the wavenumber, c the prefactor, and â the scaling exponent. Average estimates of a are slightly higher for events developed over the ocean (â=2.873), in comparison to those events developed over land (â=2.867), which reflect the different spatial organization dynamics of SCM over both regions, with higher spatial correlation over the ocean. Results from the structure function estimation for fractional wetted areas, indicate that rainfall fields exhibit spatial multi-scaling properties in the variability of events associated with SCM. We found that those events occurring over the continent exhibit larger deviations with respect to single scaling. Important differences are found in average values of rainfall intensity, R, over ocean (1.878 mm/h) and over the continent (1.608 mm/h). In a similar fashion, important differences were found in p, a parameter which relates average growth rate of wetted areas with spatial scale, with values of 0.21 (ocean) and 0.24 (continent). An inverse linear relationship was found between p and R, for ocean and land. The average annual cycle of estimates of p, â and R concluded that p is greater and â is lesser over the contient than over the ocean, throughout the year. No clear-cut relationship was found for the annual cycle of R, for all events with MCS. The value of p over the ocean exhibited strong fluctuations during May-June and September-October.