Publication: Land–air interactions and subsurface heat transport: the role of external forcing and implications for last millennium temperature reconstructions
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Publication Date
2021-06-30
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
The energy exchanges at the land-atmosphere interface play a fundamental role in several weather and climatic processes both in the atmosphere and below the land surface. A part of the radiation that reaches the surface is reflected away or dissipated by sensible and latent heat fluxes back to the atmosphere while the ground heat flux balances the excess of incoming energy. This surface energy balance establishes a link between the atmosphere and the ground surface that often translates into a strong coupling between the surface air temperature (SAT) and the ground surface temperature (GST). In turn, the surface temperature stands as the key variable since it aects the amount of heat owing into the soil through thermal conduction, thus controlling the distribution of temperature below thesurface. The coupling between SAT and GST and the conductive heat transport of the surface temperature into the soil stand as the central assumptions for reconstructing the past surface temperature variations from present-day subsurface temperature measurements in a technique known as borehole reconstructions. As with every type of temperature reconstruction method, the borehole technique is subject to uncertainty sources principally due to the inuence of physical processes at the surface that interrupt the SAT{GST coupling assumption over adiversity of temporal scales. Understanding the physical mechanisms behind such processes is crucial to gain con dence in the borehole technique estimates regarding the past SAT variations...
Los intercambios de energía en la interface suelo-atmosfera juegan un papel fundamental en numerosos procesos meteorológicos y climáticos tanto en la atmosfera como bajo la super cie. Una parte de la energía que impacta la superficie es reflejada o disipada mediante flujos de calor sensible y latente mientras que el exceso de energía incidente es balanceado a través del flujo de calor hacia el suelo. Este balance de energía en la super cie establece un vínculo entre la atmosfera y la superficie terrestre que generalmente se traduce en un fuerte acoplamiento entre la temperatura superficial del aire (SAT por sus siglas en ingles) y la temperatura de la super cie del suelo (GST por sus siglas en ingles). A su vez, la temperatura de la superficie se establece como la variable fundamental, ya que afecta a la cantidad de energía que fluye hacia el suelo mediante conducción térmica, por lo que influencia la distribución de temperaturas en el suelo. El acoplamiento entre SAT y GST, sumado al transporte de energía conductivo de la temperatura superficial hacia el suelo, representan las hipótesis centrales para reconstruir la temperatura superficial del pasado usando perfiles de temperatura del subsuelo (BTP por sus siglas en ingles) actuales. Al igual que todos los métodos de reconstrucción de la temperatura, esta técnica también esta sujeta a fuentes de incertidumbre, que principalmente se dan por la influencia de algunos procesos físicos en la superficie que interrumpen el acoplamiento entre SAT y GST a diferentes escalas temporales...
Los intercambios de energía en la interface suelo-atmosfera juegan un papel fundamental en numerosos procesos meteorológicos y climáticos tanto en la atmosfera como bajo la super cie. Una parte de la energía que impacta la superficie es reflejada o disipada mediante flujos de calor sensible y latente mientras que el exceso de energía incidente es balanceado a través del flujo de calor hacia el suelo. Este balance de energía en la super cie establece un vínculo entre la atmosfera y la superficie terrestre que generalmente se traduce en un fuerte acoplamiento entre la temperatura superficial del aire (SAT por sus siglas en ingles) y la temperatura de la super cie del suelo (GST por sus siglas en ingles). A su vez, la temperatura de la superficie se establece como la variable fundamental, ya que afecta a la cantidad de energía que fluye hacia el suelo mediante conducción térmica, por lo que influencia la distribución de temperaturas en el suelo. El acoplamiento entre SAT y GST, sumado al transporte de energía conductivo de la temperatura superficial hacia el suelo, representan las hipótesis centrales para reconstruir la temperatura superficial del pasado usando perfiles de temperatura del subsuelo (BTP por sus siglas en ingles) actuales. Al igual que todos los métodos de reconstrucción de la temperatura, esta técnica también esta sujeta a fuentes de incertidumbre, que principalmente se dan por la influencia de algunos procesos físicos en la superficie que interrumpen el acoplamiento entre SAT y GST a diferentes escalas temporales...
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica, leída el 16/02/2021