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MCR6

IV.3 Análisis del entorno mesoscalar (2)

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            Se han analizado algunos campos meteorológicos provenientes del modelo HIRLAM 0.5º correspondientes a los días 1-7-1998, 29-4-1999, 7-5-1999, 13-6-1999 y 6-8-1999. Se han escogido estas fechas porque corresponden a días en los que se han producido grandes granizadas en la zona de estudio y por ser también bastante recientes, disponiéndose entonces de abundante información sobre ellas. En todas las fechas el granizo cayó por la tarde. Estas situaciones tienen también en común que las tormentas afectaron a zonas de Aragón y a otras zonas de Catalunya, hecho que no es habitual. Todos los análisis mostrados corresponden a las 12 UTC de los días escogidos.

Estudio de los campos de presión y viento en superficie.

            En cuatro de las fechas (queda excluida el 13/6/99) existe un mínimo secundario de presión centrado en algún punto entre la zona del embalse de Mequinenza (extremo suroriental de la Depresión del Ebro) y el País Vasco (extremo noroccidental), con una extensión que abarca una parte importante de dicha depresión. Se puede ver este mínimo en la Fig.IV.11 para dos de las fechas. En estas y las siguientes figuras el fondo utilizado corresponde a una imagen de satélite NOAA con cielo despejado en la que se pueden identificar los elementos principales del relieve.

            Los sondeos termodinámicos y los datos suministrados por las estaciones meteorológicas automáticas muestran que en todos los casos, salvo el 13/6/99, los vientos en la zona de actuación a 12 UTC eran en superficie del sudeste y por encima de unos 1000–1200 m sobre el nivel del mar, del sudoeste. El 13/6/99 el viento en superficie era del oeste-noroeste en Zaragoza (cierzo) y del sur-sudoeste en el llano de Lleida, y por encima de unos 2000 m del sudoeste en toda la zona.

Fig.IV.11: a) Análisis HIRLAM 0.5º. 12 UTC 6/8/99. 

 

Fig.IV.11: b) Análisis HIRLAM 0.5º.  12 UTC 1/7/98. 

            La distribución de la presión mostrada corresponde a una deformación mesoscalar del campo sinóptico que en todos los casos viene caracterizado fundamentalmente por una depresión centrada sobre el tercio norte de la Península Ibérica o sobre el Atlántico, al oeste de la Islas Británicas (Fig.IV.12), excepto para el 13/6/99 (Fig.IV.13 y Fig.IV.14) en que aparece un anticiclón centrado al noroeste de Galicia. Sin embargo, también en este último caso se insinúa un mínimo relativo de presión centrado sobre el llano de Lleida, que corresponde en esta ocasión, al mínimo a sotavento de una situación de viento débil del norte con dipolo pirenaico asociado, y además a bajas presiones térmicas en el valle del Ebro. Igual que en los otros casos, este mínimo barométrico determina un viento en superficie de componente sur, en esta ocasión del sudoeste, mientras que en las demás fechas mostradas es del sudeste.  

Fig.IV.12 Análisis de presión (hPa) y frentes en superficie. a) 12 UTC 6/8/99.  b) 12 UTC 1/7/98.  

            Esta dirección predominante de los vientos en superficie en la zona de estudio, mostrada por los análisis, es plenamente coincidente con las observaciones registradas por las estaciones automáticas como ya se ha hecho mención.

            El mínimo de presión reseñado tiene por lo tanto un origen mixto térmico-dinámico como consecuencia del intenso calentamiento que en primavera y especialmente verano se registra en la parte central de la Depresión del Ebro (García de Pedraza, 1964) y de la interacción del flujo sinóptico del sur-sudoeste con el Sistema Ibérico (drag orográfico). Efectivamente esta baja es coherente con el máximo secundario de temperatura analizado en esa zona como se mostrará a continuación.

Fig.IV.13 Análisis HIRLAM 0.5º. 12 UTC 13/6/99. 

 

Fig.IV.14 Análisis de presión (hPa) y frentes en superficie. 12 UTC 13/6/99. 

Estudio de fronteras mesoscalares y zonas de convergencia.

            El estudio de los campos de temperatura y humedad sugiere la existencia de fronteras mesoscalares en niveles bajos asociadas a zonas de convergencia donde se puede generar convección. En la Fig.IV.15 se muestra para dos fechas el campo analizado de temperaturas en 1000 hPa. Se observa claramente una línea de máximos sobre el este peninsular, orientada aproximadamente de nordeste a sudoeste. 

            Para estudiar las fronteras térmicas o de humedad, que pueden influir en la generación y focalización de la convección, se han tratado fundamentalmente los campos del parámetro frontal térmico y de la divergencia del campo de viento. El parámetro frontal térmico (PFT) se define como la derivada direccional del gradiente de la temperatura potencial del termómetro húmedo (θw) en la dirección de este gradiente. En forma de ecuación:

Fig. IV.15 Análisis HIRLAM 0.5. Temperatura en 1000 hPa (ºC). a) 12 UTC 6/8/99. b) 12 UTC  1/7/98. Amarillo: Entre 20 y 25 ºC; Rojo: Entre 26 y 30 ºC; Verde: Superior a 30 ºC.

            El campo de PFT muestra en general fronteras entre masas de aire pero no forzosamente frentes en el sentido clásico (García et al., 1992). La utilización de la temperatura potencial del termómetro húmedo en lugar de la temperatura del aire permite de una manera mucho más eficaz la identificación de las masas de aire.                  

            El análisis simultáneo del campo de PFT y de divergencia del viento en 925 hPa  muestra en las cinco fechas una banda relativamente estrecha orientada aproximadamente de nordeste a sudoeste, situada, al menos en parte de su extensión, en la mitad oriental de la península, en la que prácticamente coinciden los valores máximos del parámetro frontal térmico con una zona de convergencia (Valores negativos del campo de divergencia). El eje de valores máximos del parámetro frontal térmico señala la zona donde la variación del gradiente de θw es más importante, es decir, donde  hay una frontera mesoscalar más nítida de temperatura y humedad. En la Fig.IV.16 se muestran estos campos para dos de las fechas. 

            Las discontinuidades en niveles bajos son el producto tanto de una cinemática del campo de viento que genera una línea de convergencia y estiramiento (stretching) de ésta como de calentamientos o enfriamientos diferenciales importantes, definiendo  claras fronteras entre dos masas de aire diferentes. En estas ocasiones las masas de aire que entran en juego son de origen subtropical (norte de África o Canarias) afectando al levante peninsular, y atlántica, aunque modificada por su paso por el minicontinente  ibérico, afectando al sector occidental y central de la península.

Fig. IV.16  Análisis HIRLAM 0.5º. a) 12 UTC 7/5/99. b) 12 UTC 6/8/99.   
PFT en 925 hPa ((K*Km-2)*10exp6) en rojo. En amarillo eje de máximos de PFT. Divergencia del viento en 925 hPa (1/s) en azul. Líneas a trazos: zonas con convergencia.
 

            A 850 hPa también se detecta recurrentemente una zona de convergencia  alargada a sotavento del Sistema Ibérico orientada en este caso aproximadamente de noroeste a sudeste, es decir, paralelamente a la cordillera, con dos máximos relativos: uno en el extremo sudeste de la provincia de Teruel y otro menos importante sobre la zona de Moncayo-Urbión. En los campos del 13 de junio no se observan estos centros de convergencia (Fig.IV.14). Esta zona de convergencia está relacionada con el mínimo barométrico a sotavento del Sistema Ibérico, y por lo tanto debe tener, como ya se ha dicho, un origen mixto térmico-dinámico.

            La situación de las convergencias a niveles bajos (por debajo de 850 hPa) a sotavento de una cordillera, de origen térmico y dinámico (leeside convergence) (Koch et al., 1997), el campo de presión que determina un flujo del sur-sudeste y la posición de la frontera térmica atlántico-mediterránea, actúan como elementos de disparo y focalización mesoscalares de la convección en niveles bajos.  En las cuatro ocasiones mostradas en que se unen estos elementos efectivamente la convección se desarrolla en esa zona (Fig.IV.17). Además, la situación recurrente de estos elementos puede explicar también la alta frecuencia climatológica de generación de tormentas (Fig.IV.21) en el sector sur y suroriental de la provincia de Teruel.

Fig. IV.17 Imagen de NOAA-12 canal 2 29/4/99 17:11:00 UTC. El norte geográfico se encuentra en la parte inferior de la imagen.  

IV.3.4 Resumen.

            Las estructuras subsinópticas o mesoscalares identificables en las imágenes del canal WV juegan a menudo un papel múltiple en la generación y evolución de la convección y en la definición de sus características. Añaden un forzamiento adicional confinado a zonas relativamente poco extensas, implicando este hecho que la convección sea menos generalizada de lo que a menudo se espera y facilitan la intrusión regional de masas de aire con características higrotérmicas diferentes a las del entorno previo. Estas masas pueden proceder de latitudes muy distantes a donde se desarrolla la convección o bien de capas atmosféricas situadas a un nivel diferente, como la estratosfera. 

De la identificación de estructuras subsinópticas o mesoscalares cabe resaltar lo siguiente: 

.- En un 82% de los casos se ha identificado una vaguada sinóptica o una depresión fría centrada en las inmediaciones de la Península Ibérica. Ver tabla IV.5.

.- Es frecuente la interacción entre las circulaciones media y subtropical. El papel de esta interacción podría ser la intrusión de aire seco a niveles medios troposféricos y el consiguiente reforzamiento de las corrientes convectivas y del tiempo severo asociado. La importancia de la interacción subtropical es notable en los meses de primavera y menos significativa en los de verano y otoño.

Se correlaciona bastante bien una disminución de la humedad relativa por encima de los 700 hPa observada en los radiosondeos de Zaragoza con la llegada de bandas oscuras en las imágenes de vapor de agua. En cualquier caso se observa en los días con granizada una disminución en la humedad a niveles medios o altos entre las 00 UTC y las 12 UTC, mientras que la humedad en las capas bajas no varía significativamente. Esta modificación del perfil de humedad puede llevar a una engañosa disminución benigna del valor de algunos índices de estabilidad como el K, signo establecido en la bibliografía como de aumento de la severidad (Louisville; Pascual, 1999).

En cuanto a la morfología de la convección se ha observado que ésta es de gran profundidad y en algunos casos alcanza un elevado grado de organización interna con aparición  de sistemas convectivos, casi-circulares o elongados (líneas de turbonada) y probablemente supercélulas, con las salvedades en su identificación comentadas anteriormente. La convección profunda se “confina” a menudo espacialmente en bandas elongadas y estrechas de dirección aproximada norte-sur, asociadas probablemente a las ramas ascendentes de circulaciones secundarias de niveles altos (entradas de jet streaks) o de fronteras en niveles bajos. En consecuencia es poco habitual que se produzca de manera simultanea convección profunda en el interior y en la zona litoral o prelitoral, a pesar de que las tormentas acompañadas de granizo están asociadas a estructuras sinópticas o mesoscalares móviles. Este hecho puede deberse también a la zonificación de las masas de aire (continental-marítima) generada por la orografía del centro de Catalunya.

Es común en situaciones de granizada la presencia de un mínimo barométrico en superficie en algún punto de la Depresión del Ebro. Este mínimo relativo está ligado a una baja sinóptica centrada sobre el tercio norte de la Península Ibérica o sobre el Atlántico y se trata de una deformación mesoscalar del campo sinóptico. Tiene un origen mixto térmico-dinámico: es consecuencia del intenso calentamiento que en primavera y verano se registra en la parte central de la Depresión del Ebro y de la interacción entre el flujo sinóptico del sur-sudoeste y el Sistema Ibérico. Esta baja es pues coherente con el máximo secundario de temperatura analizado en esa zona. El viento registrado en superficie, predominantemente de componente sur, es también coherente con esta estructura bárica.

El análisis simultáneo del PFT y la divergencia del viento en 925 hPa, muestra en cinco fechas representativas una banda relativamente estrecha orientada de nordeste a sudoeste, sobre el levante peninsular, en la que prácticamente coinciden los máximos de PFT con una zona de convergencia (forzamiento a niveles bajos). A 850 hPa también se detecta recurrentemente un área convergente alargada a sotavento del Sistema Ibérico, orientada en este caso de noroeste a sudeste, paralelamente a la cordillera, con dos máximos relativos: uno en el extremo sudeste de la provincia de Teruel y otro menos importante sobre la zona de Moncayo-Urbión. 

Las convergencias a niveles bajos a sotavento de una cordillera, de origen térmico y dinámico, el campo de presión determinante del flujo del sur-sudeste y la posición de la frontera térmica atlántico-mediterránea, actúan como elementos de disparo y focalización mesoscalares de la convección en niveles bajos.  Además, la situación recurrente de estos elementos puede explicar también la alta frecuencia climatológica de generación de tormentas en el sector sur y suroriental de la provincia de Teruel. Como se verá este hecho tiene gran transcendencia en el análisis de las granizadas en la zona de actuación. 

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