Hace una semana aproximadamente, publicaba la segunda parte de la serie de artículos dedicados al funcionamiento de la termodinámica de una tormenta, mecanismos que son los que nos permiten poder predecirlas en mayor o menor medida. Pues bien, hoy acabo con este compendio, mostrándoos las distintas aplicaciones que pueden tener el análisis conjunto de todo la aprendido hasta el momento.
Bienvenidos una semana más al meteorus.
Comienzo con este vídeo timelapse de una sepercélula anticiclónica que tuvo lugar este mismo año en Texas en el mes de Junio para que veáis en poco tiempo, cual es la principal actriz que normalmente suele copar la atención de toda la gente que se introduce en el mundo del análisis de las tormentas, su naturaleza y como no, su predicción.
Tormentas severas
Para poder discernir
rápidamente si una tormenta ha sido o está siendo severa, tenemos que acudir a
los datos y observaciones que aporten las estaciones que estén siendo afectadas
por el fenómeno convectivo, de tal manera que si se producen alguno de estos
tres fenómenos:
- Vientos iguales o superiores a los 90km/h (50 kt), 10 en la escala de Beaufort.
- Granizo grande igual o superior a los 19mm.
- Tornados
Obviamente, esta clasificación se realizará cuando se
esté produciendo el fenómeno, o cuando ya haya pasado y por lo tanto se pueda
buscar esta fenomenología en su trayectoria. Pero lo que nos interesa es poder
responder a las preguntas ¿Dónde se dará? Y ¿Cuándo se dará? Es aquí donde
aparecen los parámetros convectivos que hemos analizado en profundidad
anteriormente.
En el caso de este tipo de tormentas, la obtención de
ciertos valores en los diagramas oblicuos o en los productos modelísticos,
entre los que destacan sobre todo los distintos CAPES, es fundamental para la
predicción de las mismas. El problema es que solo con ellos no es posible
afinar lo recomendado para estos casos, ya que se requieren análisis de
naturaleza dinámica (cizalladura en las distintas capas) para poder concretar
correctamente. En concreto, los índices a revisar y cuyos valores tienen que
alcanzar los valores máximos posibles para que tengamos fenómenos convectivos
severos son los siguientes:
- Energía potencial convectiva disponible (CAPE).
- Inhibición de la convección (CIN).
- Índice de elevación (LI).
- Índice de estabilidad de Showalter (SSI).
- Índice de total de totales (TT).
Como podemos apreciar, se
trata de una sondeo en el que tenemos una capa bien mezclada y con niveles de
humedad altos con espesores de entorno a los 100-150 hPa, separados del resto
de la atmósfera por una capa de inversión que generalmente se le suele
denominar tapón seco, por ser una capa con bajos niveles de humedad, similar a
la que vemos en este caso. Normalmente, una vez se sube por encima de esta capa
de inversión, los gradientes térmicos suelen ajustarse bastante bien a la
evolución de las adiabáticas secas. Normalmente se suelen tener temperaturas
del punto de rocío mayores de los 10ºC en superficie y de los 8ºC en la capa de 850 hPa, no
obstante este no es un requisito restrictivo. Además, cuentan con valores altos
o muy altos de CAPE en niveles medios-bajos y valores importantes de TT, en
oposición a valores bajos de SSI y de LI. Normalmente este tipo de sondeos se
suelen encontrar en época primaveral en zonas continentales de llanura como por
ejemplo el corredor de tornados de EEUU, o zonas de Rusia. En España se pueden
llegar a dar estas condiciones si bien es cierto que suelen ser poco usuales
dada la poca continentalidad que tenemos en las mesetas castellanas.
Sondeo Tipo II
El sondeo
que vamos a ver a continuación es mucho más común en las zonas cercanas al
trópico que en latitudes templadas, no obstante se han dado casos de
encontrar esta estructura en zonas del
Continente Americano, sobretodo en la vertiente E de las rocosas y en zonas del
GOM. Se caracteriza por presentar una capa húmeda inestable que va desde la
superficie terrestre hasta los 7km de altitud, manteniendo en todo momento
humedades superiores al 60% de humedad relativa. Este aspecto junto a la época
del año en que se suelen presentar (verano), hace que se genere convección
generalizada en la mayor parte de las zonas sin necesidad de que se aporte
ningún mecanismo de disparo ajeno a la termodinámica.
Sondeo Tipo
III
Este sondeo
es calcado al que acabamos de analizar en el caso anterior con una única
salvedad, y es la temperatura.
En este caso las temperaturas son de media unos
10-15ºC más frías que en el caso anterior, lo que hace que ya nos
salgamos del trópico para poder encontrarnos con este tipo de distribución
atmosférica.
En concreto, este tipo de sondeos suele ser muy característico de
DANAs (Depresiones Aisladas en Altura) y de ciclones de latitudes medias,
aspecto que hace que en ocasiones específicas, podamos encontrar este tipo de
sondeos en las cercanías de la península.
En concreto es característico de
situaciones como esta:
Si nos fijamos en la zona
del Cabo de San Vicente, tenemos un claro embolsamiento de aire frío en altura
con una temperatura mínima de unos -17ºC a 500hPa y sin reflejo en
superficie. Este tipo de situaciones en verano son las que comúnmente se suelen
denominar como “Gotas Frías” y son las que pueden causar este tipo de sondeos
en el seno de la misma. En general pueden llegar a producir fenómenos severos
de cierta entidad, de hecho son este tipo de situaciones las que generan
mayores problemas en la Península Ibérica con fuertes precipitaciones, fuertes
vientos e incluso la formación de tornados o tubas.
Sondeo Tipo IV
Terminamos
este estudio de las tormentas severas con el último de los sondeos, también
observable en ocasiones específicas en la península ibérica. Este tipo de
sondeo se caracteriza por tener una capa inferior bien mezclada y relativamente
seca con una HR baja, que va aumentando progresivamente conforme subimos a las
capas medias de la atmósfera. Normalmente este tipo de sondeos los encontramos
en periodos veraniegos, en zonas de meseta, y suele asociarse a tormentas de
base alta con corrientes descendentes vigorosas producidas por la evaporación.
También se suelen apreciar con este tipo de sondeos, fenómenos de downburst que
analizaremos detenidamente más adelante. En España podemos llegar a
visualizarlos en la época estival en zonas de la meseta en donde la entrada de
humedad en capas bajas es más complicado que en zonas costeras, y generalmente
suelen producir fenómenos convectivos organizados como fue el caso de la supercélula
de la Comunidad de Madrid del 6 de Mayo del 2010:
Una vez acabado el análisis de los sondeos, el siguiente paso consistirá en analizar un poco más a fondo un fenómeno se tiempo severo asociado a fuertes tormentas, y que suele presentarse bastante a menudo en las tormentas peninsulares. Con este pequeño toque a esta temática, cerraremos el capítulo de la termodinámica de las tormentas.
Microrráfagas
Las corrientes descendentes que producen la formación de los downbursts son producidas como consecuencia del empuje hidrostático negativo producido por el descenso de temperatura que se produce al evaporarse el agua. Estas ráfagas convectivas, pueden llegar a alcanzar la superficie terrestre si son lo suficientemente virulentas, extendiéndose concéntricamente al núcleo tormentoso hacia el exterior del mismo. Existen dos tipo de microrráfagas, aquellas asociadas a la precipitación producida en las tormentas eléctricas, conocidas como microrráfagas húmedas, y aquellas que se observan en tormentas con poca o ninguna precipitación, conocidas como microrráfagas secas.
Microrráfagas
Húmedas.
Los sondeos
característicos de días en los que el riego de microrráfagas húmedas es alto o
muy alto, se caracterizan por tener una estructura similar a los sondeos de
tormentas severas de Tipo I, de hecho normalmente las tormentas severas con
sondeos de tipo I suelen tener asociadas microrráfagas o microrreventones,
siendo la precipitación más abundante en el caso de las tormentas con
microrráfagas, la única diferencia. En las capas más bajas de la atmósfera,
cercanas al suelo se caracterizan por tener niveles de humedad muy altos
cercanos a la saturación, mientras que conforme nos vamos acercando a niveles
medios de la atmósfera, la humedad va descendiendo poco a poco. El proceso
termodinámico que sigue este fenómeno comienza con la incorporación del aire
más seco de las capas altas de la atmósfera, a las corrientes descendentes de
naturaleza convectiva de la propia tormenta, de tal manera que el descenso de
temperatura es mucho más brusco y mayor fruto de los fenómenos de evaporación
unido a la incursión de este aire frío seco de las capas altas, y por lo tanto
las corrientes descendentes son mucho más virulentas.
El origen del estudio de este tipo de fenómenos es bastante
reciente como consecuencia del accidente
aéreo del 24 Junio 1975 del vuelo Eastern Airlines Flight 66 (Boeing 727) que
se estrella intentando aterrizar en el aeropuerto de New York, JFK Intl. Se
observó que en aquellos momentos había una linea tormentosa acercándose al
aeropuerto, pero con la zona de influencia aún lejos de la vertical del mismo.
A priori las causas del accidente se consideraron desconocidas, pero
posteriormente se descubrió con los datos de las distintas estaciones de la
zona, la existencia de un fenómeno que hasta ese momento se desconocía y que no
era otro que el que acabamos de comentar.
Microrráfagas
Secas.
Al igual que
ocurría en el caso anterior, las microrráfagas secas generalmente están
asociadas a tormentas de base alta cuyo sondeo característico es el sondeo de
tormentas severas de Tipo IV también llamado de “V invertida”. Teniendo esto en
cuenta, solo recordar que este sondeo se caracteriza por tener una capa bastante
seca en las capas superficiales, y conforme se va subiendo a capas medias la
humedad va aumentando progresivamente hasta alcanzar valore altos en torno a
los 2500-3000m de altitud. Es esta la razón de
que la nubosidad en estas tormentas comience a tanta altitud, coincidiendo con
la zona en la que se encuentre el NCC. El denominarlo como microrráfaga seca se
debe principalmente a que las tormentas que generan este tipo de fenómenos, al
tener la base tan alta, normalmente la precipitación que producen se evapora
antes de llegar al suelo con lo que en superficie no se aprecia precipitación
alguna. Esto hace que el enfriamiento por evaporación se vea notablemente
incrementado y por lo tanto las corrientes descendentes vean incrementada su
fortaleza.
Una vez que tenemos identificados y clasificados todos
los fenómenos posibles, conviene conocer la metodología que normalmente se
suele utilizar para identificar la mayor o menor posibilidad de tener estas
microrráfagas para unas condiciones atmosféricas determinadas. Para ello
acudimos al índice WINDEX, un parámetro que surgió en 1994 de la mano de McCann
tras un estudio pormenorizado de varios de estos casos en EEUU. La fórmula que
calcula este índice es la siguiente:
Siendo en cada caso:
HM =
altura del nivel de fusión (km)
QL = razón de mezcla promedio en el kilómetro más bajo (g/km).
QM = razón de mezcla en el nivel de fusión (g/km).
G = gradiente térmico entre el nivel de fusión y la superficie (°C/km).
RQ = QL/12, pero el valor de RQ no debe ser mayor que 1.
QL = razón de mezcla promedio en el kilómetro más bajo (g/km).
QM = razón de mezcla en el nivel de fusión (g/km).
G = gradiente térmico entre el nivel de fusión y la superficie (°C/km).
RQ = QL/12, pero el valor de RQ no debe ser mayor que 1.
Haciendo un pequeño análisis
de las unidades, observaremos como lo que nos devuelve la fórmula son unidades
de velocidad, y es que el índice WI nos proporciona información sobre las
rachas máximas de viento que pueden alcanzar estas estructuras de llegar a
darse en el seno de una tormenta.
Y aquí acaba nuestro pequeño viaje por el maravilloso mundo de las tormentas y la física que les acompaña cada vez que se forman, crecen se llegan incluso a reproducir, y mueren. Espero que les guste, y sobretodo que aprendieran lo suficiente como para poder predecir y analizar las distintas situaciones tormentosas que pueden llegar a producirse en la geografía española, y porque no, en la geografía planetaria. La física es la misma aquí que en cualquier otra parte del mundo.
Saludos Meteolocos!!!!!!
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