Dada la topografía y posición geográfica de Costa Rica en la zona tropical, se pueden identificar diferentes tipos de clima, los cuales se encuentran influenciados por sistemas en varias escalas de movimiento espacio-temporales. Entre ellos se destaca la brisa de mar, uno de los sistemas científicamente más interesantes de escala local y mesoescala, como respuesta a procesos radiativos que generan un calor diferencial entre el mar y la tierra.
Durante casi todo el año, la brisa marina forma parte del ciclo diurno de la precipitación en zonas costeras, de ahí su importancia local y sinóptica. Comprender la influencia de estas circulaciones es muy útil en la predicción meteorológica, la climatología, el desarrollo de tormentas eléctricas, la productividad agrícola, los procesos marinos, la industria costera y los intereses económicos de una región.
En Costa Rica, las investigaciones relacionadas con las brisas de mar, como su estructura y penetración al interior de la tierra son de carácter limitado. Particularmente, la región comprendida a lo largo de la cuenca del río Grande de Tárcoles es muy importante para el país, ya que en ella se concentra la mayor parte de la población, gran parte de las industrias se desarrollan en esta zona, se procesa una alta producción de café, se da la mayor prestación de servicios del país y una importante actividad comercial, agrícola y pecuaria. Además, cinco represas para producción eléctrica se ubican en esta región, donde se da cerca del 50 % del volumen aprovechado de agua.
Tomando esto en consideración, en el año 2018 se llevó a cabo una investigación para estudiar la brisa marina en esta región del país, para tratar de comprender su influencia en el transporte de humedad en la mencionada cuenca y su relación con la distribución de precipitación en las regiones cercanas.
El trabajo se llevó a cabo utilizando los datos del programa de observación meteorológica Ticosonde-NAME que se desarrolló durante el verano de 2004 en Costa Rica, en conjunto con una campaña de campo local de la Universidad de Costa Rica y el Instituto Meteorológico Nacional que consistió en la instalación de nueve estaciones meteorológicas automáticas en superficie; lo que permitió establecer un perfil de observaciones desde la costa en el Pacífico central hasta el Valle Central en Costa Rica.
El período de estudio comprendió del 1 de julio al 16 de septiembre de 2004. Los experimentos numéricos fueron realizados con la quinta generación del modelo de mesoescala MM5v3, desarrollado en Pennsylvania State University (PSU) y el National Center for Atmospheric Research (NCAR). Se trabajó con 3 dominios anidados con resoluciones de cuadrícula horizontal de 27 km, 9 km y 3 km, respectivamente. El dominio 1 fue usado para simular y estudiar fenomenos de escala sinóptica, los dominios anidados para capturar características de los fenómenos en escala local o mesoescala.
Los resultados de la investigación muestran que los valores máximos de precipitación en todas las estaciones, ocurren en horas de la tarde, entre las 14 y 17 horas; 2-3 horas posteriores a los valores máximos de temperatura, lo que sugiere que el calentamiento diurno genera la convección. Los mayores acumulados de lluvia se presentaron en la estación ubicada en alturas medias, lo cual, puede ser atribuible a la interacción de la brisa marina diurna con la orografía de la región y el flujo sinóptico (alisios).
Se observó una disminución en la precipitación durante finales del mes de julio y principios de agosto (la cual es significativamente mayor cerca de las costas), lo cual demuestra la fuerte asociación del Jet de Bajo Nivel del Caribe (CLLJ) sobre el régimen de lluvias de nuestro país y su influencia en los fenómenos locales como las brisas de mar.
Además, no se encontró evidencia de un ingreso de la brisa marina hasta el interior del Valle Central, los autores observaron además, que la penetración tierra adentro de dicha brisa es mucho más reducida cuando el CLLJ es intenso sobre el Mar Caribe.
Reproducir los fenómenos locales y de gran escala con la ayuda del modelo de mesoescala MM5v3, permitió comparar las observaciones del viento con los resultados de las simulaciones y determinar que el modelo es capaz de simular el desarrollo y propagación de brisa marina.
Este estudio representa un aporte importante a los estudios de brisa marina en Costa Rica y Centroamérica, siendo el primer estudio en el que se utilizan observaciones y modelamiento numérico para analizar la dinámica y mecanismos de la brisa marina en el clima de Costa Rica.
La investigación forma parte de un proyecto de tesis y posteriormente se publicó un artículo científico liderado por la investigadora del CIGEFI Natali Mora, en colaboración con investigadores del CIGEFI en la revista internacional Atmosphere.