The effects of an explicit three dimensional (3D) urban canopy representation on the development of convective thunderstorms were analyzed with the tropical town energy budget (tTEB) scheme integrated into the advanced regional prediction system (ARPS). The study provides a detailed description of the procedure to couple the system ARPS-tTEB and analyzed the simulation results of the 12 January 2015 sea-breeze event that developed a severe thunderstorm above the metropolitan area of São Paulo (MASP), Brazil.

En el presente artículo de divulgación presentamos un análisis de los procesos de identificación de eventos de lluvia intensa sobre el observatorio de Huancayo, localizado en el valle del río Mantaro, durante diferentes períodos estacionales y, también, analizamos la posible influencia de los eventos El Niño y La Niña, cuantificados por el Índice El Niño Oceánico (ONI, por sus siglas en inglés), sobre el número de eventos de lluvia intensa identificados durante el período de julio de 2012 a julio del 2020 mediante el uso de datos pluviométricos y del radar MIRA-35C. Durante este periodo ocurrieron eventos El Niño entre los años 2014, 2015 y 2018 y eventos de La Niña durante los años 2016, 2017 y 2020.

La presente investigación analiza las condiciones de estabilidad atmosférica antes, durante y después de la ocurrencia de lluvias intensas sobre el observatorio de Huancayo durante el año 2018. En total, se identificaron 6 eventos mediante el análisis estadístico de cuantiles. Los resultados muestran que en horas previas a la máxima precipitación, la temperatura superficial y el nivel de inestabilidad atmosférica, en la mayoría de los casos, es ligeramente mayor comparada con la temperatura en condiciones medias normales sin precipitación. Durante la ocurrencia de la máxima precipitación, la temperatura superficial decae significativamente y la capa superficial alcanza condiciones de neutralidad. En horas posteriores, la temperatura superficial continúa siendo menor a la existente en condiciones normales y la atmósfera se torna notoriamente más estable que en condiciones ...

The aim of the present study is to analyze the triggering mechanisms of three thunderstorms (TSs) associated with severe rainfall, hail and lightening in the tropical central Andes of Peru, specifically above the Huancayo observatory (12.04º S, 75.32º W, 3313 m a.s.l.) located in the Mantaro valley during the spring-summer season (2015–2016). For this purpose, we used a set of in-situ pluviometric observations, satellite remote sensing data, the Compact Meteorological Ka-Band Cloud Radar (MIRA-35C), the Boundary Layer Tropospheric Radar and downscaling model simulations with the Weather Research and Forecasting (WRF) Model (resolutions: 18 km, 6 km and 2 km), and the Advance Regional Prediction System (ARPS) (resolution: 0.5 km) models in order to analyze the dynamic of the atmosphere in the synoptic, meso and local scales processes that control the occurrence of the three TS events....

The effects of an explicit three dimensional (3D) urban canopy representation on the development of convective thunderstorms were analyzed with the tropical town energy budget (tTEB) scheme integrated into the advanced regional prediction system (ARPS). The study provides a detailed description of the procedure to couple the system ARPS-tTEB and analyzed the simulation results of the 12 January 2015 sea-breeze event that developed a severe thunderstorm above the metropolitan area of São Paulo (MASP), Brazil. The simulation used realistic boundary and initial conditions from the Global Forecast System (GFS) and sea surface temperature (SST) from the Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). The system ARPS-tTEB runs of up to 3 km horizontal resolution were carried out with high resolution topography features and land-use types currently available for Southeastern Brazil. The simulate...

This study presents an in-depth analysis of precipitation patterns, surface energy balance (SEB) components, and atmospheric vertical gradients (AVG) in the Huancayo Geophysical Observatory (HYGO) situated in an agricultural region inside the Mantaro valley within the central Andes of Peru, utilizing data from January 2018 to April 2022 and climatic-scale data from 1965 to 2018. Our findings reveal distinct daily and seasonal precipitation patterns, with peak occurrences in the late afternoon and early evening hours, and a pronounced seasonal variation aligning with dry and rainy periods. Analysis of 21 intense precipitation events linked to convective activity offers crucial insights for weather forecasting and disaster preparedness. These events were identified using in situ gauge pluviometers, the MIRA-35c vertical profiler radar and GPM-IMERG rainfall products. The turbulent energy f...

The present study presents a detailed analysis of the diurnal and monthly cycles the surface boundary layer and of surface energy balance in a sparse natural vegetation canopy on Huancayo observatory (12.04◦ S, 75.32◦ W, 3313 m ASL), which is located in the central Andes of Perú (Mantaro Valley) during an entire year (May 2018–April 2019). We used a set of meteorological sensors (temperature, relative humidity, wind) installed in a gradient tower 30 m high, a set of radiative sensors to measure all irradiance components, and a set of tensiometers and heat flux plate to measure soil moisture, soil temperatures and soil heat flux. To estimate turbulent energy fluxes (sensible and latent), two flux–gradient methods: the aerodynamic method and the Bowen-ratio energy-balance method were used. The ground heat flux at surface was estimated using a molecular heat transfer equation. The ...

El objetivo del presente avance de investigación es realizar el análisis espectral de ondeletas cruzadas (TOX) entre la serie temporal de precipitación comparada con las series temporales de humedad específica, temperatura superficial del aire e intensidad del viento horizontal antes, durante y después del evento de precipitación intensa ocurrido sobre el observatorio de Huancayo (OHY) el día 6 de octubre de 2019 a las 15:00 hora local. Este evento registró un máximo de precipitación acumulada horaria igual a 6.2 mm h−1. Los resultados del TOX muestran que existe una similitud entre los patrones de periodicidad de todas las series temporales analizadas con un valor mínimo de 0.3 horas (18 minutos) y una periodicidad máxima de 6 horas para la humedad específica y la temperatura del aire y de 8 horas para la intensidad del viento horizontal. En relación a los desfases o ret...

We acknowledge financial support from the International Foundation for Science, Sweden, Concejo Nacional de Ciencia y Tecnologia CONCYTEC, Peru, and the Wellcome Trust, U.K

Present study comes under the project MAGNET-IGP: Strengthening the research line in physics and microphysics of the atmosphere (Agreement No 010-2017-FONDECYT) This work was done using instruments of the Laboratory of Physics, Microphysics and Radiation (LAMAR) and computational resources, HPC-Linux -Cluster, from Laboratorio de Dinamica de Fluidos Geofisicos Computacionales at Instituto Geofisico del Peru (grants 101-2014-FONDECYT, SPIRALES2012 IRD-IGP, Manglares IGP-IDRC, PP068 program).We also thank Mr. Luis Suarez Salas for the support of LAMAR instruments.

Este estudio evalúa de forma exhaustiva los patrones de irradiancia solar en la región occidental del valle del Mantaro, región ecológica y agrícola de los Andes centrales del Perú. Utilizando datos de radiación solar de la estación Baseline Surface Radiation Network (BSRN), instalada en el Observatorio Geofísico de Huancayo (OGHY, 12.04° S, 75.32° W, 3350 m s. n. m), entre los años 2017 y 2022, se analizan las variaciones estacionales y tendencias en los componentes de la irradiancia solar en superficie. Asimismo, se estudian las variaciones diurnas y estacionales de los componentes de la radiación solar, a saber, la irradiancia difusa (EDF), directa (EDR) y global (EG). Los resultados muestran picos y declives distintos a lo largo de las estaciones, con EDR y EDF exhibiendo tendencias estacionales opuestas, lo que influye en la variabilidad general en EG. Los picos de EG o...

A set of instruments to measure several physical, microphysical, and radiative properties of the atmosphere and clouds are essential to identify, understand and, subsequently, forecast and prevent the effects of extreme meteorological events, such as severe rainfall, hailstorms, frost events and high pollution events, that can occur with some regularity in the central Andes of Peru. However, like many other Latin American countries, Peru lacks an adequate network of meteorological stations to identify and analyze extreme meteorological events. To partially remedy this deficiency, the Geophysical Institute of Peru has installed a set of specialized sensors (LAMAR) on the Huancayo observatory (12.04º S, 75.32º W, 3350 m ASL), located in the Mantaro river basin, which is a part of the central Andes of Peru, especially in agricultural areas. LAMAR consists of a set of sensors that are used...

Esta contribución estima la intensidad de la isla de calor urbano superficial (ICUS) durante el período 2001-2016 para las áreas metropolitanas de El Cairo (CMA), Johannesburgo (JMA) y Lagos (LMA), ubicadas en África. Para cuantificar el SUHI se utilizaron dos métodos: el método Gaussiano y el método Quantiles. Ambos métodos utilizan datos de teledetección de temperatura superficial mensual (ST) y un producto anual del tipo de cobertura terrestre a una resolución de 0.05°, obtenidos del sensor del Espectrorradiómetro de imágenes de resolución MODerada (MODIS) a bordo de los satélites TERRA y AQUA. En los resultados obtenidos para el método gaussiano, el IICUS diurno máximo se presentó en el AML con 4.82°C y el mínimo en el AML con 0.01°C. Por la noche, la máxima encontrada fue en AMC con 4.64°C y la mínima en AMJ con 1.30°C. Para el método Quantiles, el IICUS di...

The most extreme precipitation event in Metropolitan Lima (ML) occurred on 15 January 1970 (16 mm), this event caused serious damage, and the real vulnerability of this city was evidenced; the population is still not prepared to resist events of this nature. This research describes the local climate variability and extreme climate indices of temperature and precipitation. In addition, the most extreme precipitation event in ML is analyzed. Extreme climate indices were identified based on the methodology proposed by the Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI). Some extreme temperature indices highlight an initial trend toward warm conditions (1965–1998); this trend has changed towards cold conditions since 1999, consistent with the thermal cooling during the last two decades in ML (−0.5 °C/decade) and other coastal areas of Peru. The variations of extreme tempera...

El desarrollo de áreas urbanas produce una gran modificación de la superficie de la tierra y los climas locales pueden ser modificados por estos cambios (Changnon, 1978; Lemonsu et al., 2010; Vimal Mishra et al., 2015). En general, los microclimas urbanos son más cálidos que sus alrededores en cualquier momento del día en las ciudades de latitudes medias. Este fenómeno se conoce como isla de calor urbano (UHI) (Oke, 1987; Dimoudia et al., 2013; Seem et al., 2015). La forma y el tamaño de la UHI varía con el tiempo, el clima y los patrones de la superficie urbana (Oke, 1987). Se pueden distinguir dos tipos de UHI: la isla de calor de la capa de dosel urbano (UCL) y la isla de calor de la capa límite urbana (UBL). En general, el UCL se encuentra por debajo del nivel medio del techo y consta de varios microclimas generados por la naturaleza heterogénea de los elementos individuale...

El desarrollo de áreas urbanas produce una gran modificación de la superficie de la tierra y los climas locales pueden ser modificados por estos cambios (Changnon, 1978; Lemonsu et al., 2010; Vimal Mishra et al., 2015). En general, los microclimas urbanos son más cálidos que sus alrededores en cualquier momento del día en las ciudades de latitudes medias. Este fenómeno se conoce como isla de calor urbano (UHI) (Oke, 1987; Dimoudia et al., 2013; Seem et al., 2015). La forma y el tamaño de la UHI varía con el tiempo, el clima y los patrones de la superficie urbana (Oke, 1987). Se pueden distinguir dos tipos de UHI: la isla de calor de la capa de dosel urbano (UCL) y la isla de calor de la capa límite urbana (UBL). En general, el UCL se encuentra por debajo del nivel medio del techo y consta de varios microclimas generados por la naturaleza heterogénea de los elementos individuale...

A sensitivity study of the performance of the Weather Research and Forecasting regional model (WRF, version 3.7) to the use of different microphysics, cumulus, and boundary layer parameterizations for short- and medium-term precipitation forecast is conducted in the Central Andes of Peru. Lin-Purdué, Thompson, and Morrison microphysics schemes were tested, as well as the Grell–Freitas, Grell 3d, and Betts–Miller–Janjic cumulus parameterizations. The tested boundary layer schemes were the Yonsei University and Mellor–Yamada–Janjic. A control configuration was defined, using the Thompson, Grell–Freitas, and Yonsei University schemes, and a set of numerical experiments is made, using different combinations of parameterizations. Data from 19 local meteorological stations and regional and global gridded were used for verification. It was concluded that all the configurations over...

La presente contribución estima la Intensidad de Isla de Calor Urbano Superficial (SUHI) durante el periodo 2001–2016 para el Área Metropolitana de Iquitos (AMI), localizado en Perú en el departamento de Loreto. Para cuantificar la SUHI, se usó 2 métodos: el primero es el método de Streutker (Streutker, 2002), en el cual usa una superficie Gaussiana para ajustar la temperatura superficial del suelo (LST) de la superficie urbana y rural. El segundo método propuesto por Flores (Flores, 2016), usa la diferencia entre los cuantiles 0.95 de LST para el área urbana y la mediana del LST para el área rural. Ambos métodos usan data de sensoramiento remoto de LST mensual y producto anual de tipo de cobertura de suelo (Land Cover Type) a 0.05° de resolución, obtenido del sensor MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo del satélite TERRA y AQUA. En el AMI, en los ...

Ultraviolet (UV) solar irradiance measurements performed in the central Andes, Huancayo, Peru (12.0°S, 75.3°W, 3313 m asl) at 1 min intervals between January 2003 and December 2006 were used to analyse daily, monthly, and annual cycles of UV solar irradiance. The measurements were performed using a GUV-511 multi-channel filter radiometer at four wavelengths: 305, 320, 340, and 380 nm. UV irradiance data under clear sky and all sky conditions were separated using a procedure based on calculation of normalized irradiance. In February, the highest hourly mean value at noon for the UV Index reached 18.8 for clear sky conditions and 15.5 for all sky conditions, with outlier peaks close to UVI = 28. In addition, the highest mean value for the daily erythemal dose was found also in February, reaching 7.5 kJ m−2 d−1 with a maximum outlier value close to 10.1 kJ m−2 d−1. Comparisons bet...

We describe the results of the study of aerosol optical depth (AOD) and Direct Radiative Forcing (DRF) at the top of the atmosphere (TOA), obtained in the period 2004 using the MODIS sensor of the TERRA satellite for Peru. Where it is observed that the AOD value can take maximum values around 0.5, resulting in aerosol DRF in the upper part of the atmosphere. The results indicate that the FRD is between [-5 0] W / m2.