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MCR6

IV.5 Análisis de las tormentas

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            Ya se ha comentado con anterioridad en este trabajo que los fenómenos tormentosos están íntimamente ligados a las granizadas, aunque no son equivalentes. El análisis de los datos procedentes de la Red de Detección de Descargas Eléctricas (Nube-Tierra) del INM, aporta un enfoque climatológico nuevo a la caracterización de las granizadas si se considera válida la hipótesis de que todas las granizadas, o por lo menos las más significativas, van acompañadas de tormenta. Los datos de descargas NT son también una herramienta válida para la detección precoz de las tormentas y por lo tanto de la nubosidad convectiva potencialmente productora de granizo. 

IV.5.1 Distribución espacial.

            Para el análisis de las tormentas que han afectado a la zona de actuación a lo largo de las cinco campañas de predicción de granizo objeto de nuestro estudio se han seleccionado 164 fechas con tormenta en las que se cumplen unos determinados criterios de calidad y cantidad del dato de rayo. Mediante el análisis de estos datos se ha elaborado: 

            Una gráfica mostrando la distribución horaria de las primeras detecciones.
            Un mapa de las trayectorias principales de las tormentas y de sus lugares de origen.
            Un esquema en el que aparece la distribución espacial de las descargas en la zona de estudio.

            A partir de la climatología básica de descargas eléctricas para Catalunya (Terradelles, 1999), disponible en el CMTC, se puede inferir algo sobre la hora de aparición de tormentas en la zona. En el ámbito de estudio, especialmente en su centro y parte occidental, tienen una frecuencia de aparición relativamente alta las tormentas nocturnas, especialmente si se compara esta frecuencia con la de las zonas montañosas de Catalunya. Por lo tanto parece claro que los forzamientos sinóptico y frontal juegan en esta zona un papel muy importante en la generación de tormentas y en la introducción en ella de las generadas en el exterior, aunque frecuentemente este papel está modulado por el forzamiento térmico asociado al ciclo diurno. A esta misma conclusión ya se había llegado al determinar las situaciones sinópticas que con más probabilidad iban asociadas a las granizadas (Cap.IV.2). 

            Para llevar a cabo el análisis de la distribución espacial de las descargas eléctricas se ha construido un rectángulo que cubre de manera aproximada toda la zona de estudio. Este rectángulo tiene aproximadamente 75 km de longitud en la dirección este-oeste y 63 km de longitud en la norte-sur. Se ha subdividido este rectángulo en seis casillas de 25 km x 31 km y se ha definido además una zona periférica de 14 casillas más, numeradas según aparece en la Tabla IV.8 para determinar, mediante un método automático, cual es el sector por el que entran las tormentas a la zona interior.

Se representa a continuación esta cuadrícula (Tabla IV.8) mostrando el número de descargas eléctricas correspondientes a estos 164 días de tormenta. En negrita aparece el número total de descargas en cada una de las casillas del interior de la zona. Hay un total de 16998 descargas. Se puede ver en esta tabla los sectores de la zona de estudio donde son más frecuentes las descargas.

Para el estudio automático de la procedencia de las tormentas se ha trabajado con 143 casos. En las casillas de la periferia aparece el número de “rayos previos”, registrados en la hora anterior al momento de registro del primero del interior. Hay un total de 3464 descargas en este caso.

41.9ºN

  428 (10) 

329 (11)

239 (12)

80 (13)

258 (14)

374 (8)

3040

2740

 2278  

268 (9) 

348 (6)

2632

3217

3091 

228 (7) 

258 (1)

94 (2)

132 (3)  

281 (4)  

147 (5) 

0.3ºE; 41.3ºN                                                                1.2ºE
Tabla IV.8 Número de descargas eléctricas Nube - Tierra en la zona de estudio (164 fechas) y periferia (143 fechas) durante las campañas analizadas.  Entre paréntesis aparece el número de la  casilla periférica.

Se resumen ahora las principales características de la tabla IV.8:

            Las cinco primeras casillas en cuanto a número de “rayos previos” son la 10, 8, 6, 11 y la 4. Se pueden agrupar ahora las casillas para simplificar los resultados obtenidos. El grupo formado por las casillas 10, 8 y 6 contiene aproximadamente un 50% de los casos y un total de 807 descargas. Es decir, la mitad de las tormentas que provienen del exterior de la zona entran en ella por su esquina noroccidental. En un 31% de los casos hay rayos previos en la casilla 6, en un 29% en la casilla 10 y en un 32% en la casilla 8. Se pueden comparar estos valores con el escaso 12% de casos en los que hay rayos previos en la casilla 9, el 14% en las casillas 12 y13, y el 15% en la casilla 7. 

            El número total de casos por grupos es:

P8+P10+P11:  Grupo noroeste: 82 casos.       P1+P6+P2:      Grupo sudoeste: 68 casos.
P4+P5+P7:       Grupo sudeste: 36 casos.        P9+P14+P13: Grupo nordeste: 41 casos.
P11+P12+P13: Grupo norte: 63 casos.           P2+P3+P4:      Grupo sur: 68 casos.

Es decir, es poco probable que las tormentas provengan de alguna dirección comprendida entre el este y el nordeste y mucho más probable que lo hagan de una comprendida entre el sudoeste y el noroeste. Se ha de tener en cuenta, sin embargo, que estos resultados se han obtenido sin discriminar las tormentas acompañadas de granizo de las que no lo llevan.

IV.5.2 Trayectorias  principales y lugares de origen.

            A partir de este momento siempre que se hable de trayectorias se estará haciendo referencia a las trayectorias de las tormentas y no a los hailswaths o caminos de las granizadas dentro de una tormenta. De las 47 fechas estudiadas solamente no se ha podido disponer de datos de rayos para 5 de éstas.

            Para poder establecer trayectorias es necesario que haya un número suficiente de descargas eléctricas detectadas y que además éstas tengan una fiabilidad razonable en su localización. En 8 ocasiones no se ha cumplido alguna de estas condiciones y para éstas no se han trazado las trayectorias. En alguno de estos casos sin embargo sí se ha definido el lugar de origen aproximado de la tormenta (primera descarga). El nivel de confianza en la localización de las descargas se ha establecido fijando el valor del semieje mayor de la elipse de error de localización de la descarga, llamado parámetro A, en un valor menor o igual a 4 km. En algunos casos, sin embargo, se ha creído conveniente relajar esta condición para delimitar mejor la zona afectada por la tormenta.

            Las tormentas cuyos parámetros se han definido son las que van acompañadas de granizo según los datos de la ADV aunque en muchas de las fechas hay además otros núcleos convectivos que no han sido analizados.      

            Para el análisis fino de las trayectorias y los lugares de origen de las tormentas se han representado las descargas cada 10’ sobre un mapa topográfico. Se han catalogado algunas tormentas como estacionarias o casi-estacionarias de manera subjetiva si su trayectoria no ha sido suficientemente larga. No quiere decir esto, por lo tanto, que se trate de tormentas completamente inmóviles. En algunos casos en los que se han registrado muy pocas descargas no se ha señalado la hora de la última al ser éste un dato poco significativo. Para el análisis de las trayectorias solamente se han tenido en cuenta los rayos detectados en la zona estricta de estudio y no en el área rectangular representada en la Tabla IV.8.

            La información asociada a cada una de las fechas incluye un número asignado a cada célula o células que hayan producido granizo, la hora de primera detección de la célula y la hora de primera detección en el interior de la zona de estudio, la hora de última detección en la zona de estudio, indicando si la estructura convectiva sale de la zona antes de finalizar su ciclo de vida, la dirección simplificada de desplazamiento de la célula y algunos comentarios. A modo de resumen de la tabla de resultados (no mostrada) se ha elaborado el siguiente mapa de trayectorias y lugares de origen (Fig.IV.20). De la tabla anterior y dicho mapa se pueden extraer algunas conclusiones:

            Es posible identificar algunas tormentas estacionarias o casi- estacionarias. En concreto se han incluido en este tipo 16, que corresponden de manera aproximada a un 25% de las tormentas.  

            Las direcciones predominantes de desplazamiento identificadas son fundamentalmente desde sur/sudoeste/oeste hacia el este ó nordeste. Este resultado coincide plenamente con los resultados obtenidos para las tormentas en general (Castro et al., 1991; y la Tabla IV.8). Por lo tanto no parece que las tormentas con granizo tengan trayectorias significativamente diferentes a las de las tormentas sin este hidrometeoro. También se concluye que las frecuentes tormentas generadas en el Pirineo y Prepirineo (orográficas) difícilmente afectan a los llanos de Lleida, hecho aplicable en toda la zona baja del valle del Ebro (García de Pedraza, 1964).

            En cuanto al origen de las tormentas se observa en primer lugar que la proporción entre las tormentas generadas en el interior y las provenientes del exterior de la zona, TINT/TEXT, es de 1,34. Este resultado puede ser a priori sorprendente pero se identifican en el interior algunas zonas favorables (nidos de tormentas) a la detección de las primeras descargas (Fig.IV.20):

1.- Baix Segre, entre Alcarràs y Seròs.
            2.- Al norte de Les Garrigues, entre Les Borges Blanques y Mollerussa.
            3.- Otro más diluido al norte de Lleida, entre la capital de provincia, Alfarràs y Balaguer.

Respecto a las tormentas que provienen del exterior, cuyos sectores de entrada en la zona de estudio ya se han estudiado (Tabla IV.8 y Fig.IV.20), la distribución de descargas eléctricas obtenida por el CMT de Aragón, Navarra y La Rioja para su región de responsabilidad (Fig.IV.21) (Álvarez, 2000) aporta una información interesante.

Fig.IV.20 Lugares de origen y final y trayectorias de las células tormentosas productoras de granizo en el llano de Lleida. Los números 1, 2 y 3 indican  los 3 nidos de tormentas identificados. Los puntos rojos corresponden a los lugares donde se han detectado los primeros rayos correspondientes a una tormenta. Los puntos rojos con un círculo amarillo en el centro corresponden a los lugares donde se detectan por última vez rayos correspondientes a una tormenta. Las líneas rectas rojas son las trayectorias simplificadas de las tormentas. Los puntos azules son las EMAS de la ADV.

Se observa en el mapa de la Fig.IV.21 que, como es ya conocido por la climatología clásica, en la provincia de Teruel se registra un valor elevado de descargas eléctricas. Para la zona de estudio este hecho es muy significativo ya que la región de máxima frecuencia está situada aproximadamente al sudoeste de ella, y por lo tanto, debido a las características de la circulación atmosférica más habitual en niveles medios, el Sistema Ibérico aporta una proporción importante de las tormentas que provienen del exterior.   

IV.5.3 Distribución temporal. 

            Horas de primera detección: El intervalo modal de la distribución de este parámetro es el correspondiente al intervalo horario que va de las 16 UTC a las 18 UTC seguido del intervalo que va de las 14 UTC a las 16 UTC. Si se distingue entre las tormentas generadas en la zona de actuación y las provenientes del exterior se observa que en el primer grupo menos de un 10% de las tormentas se generan antes de las 12 UTC mientras que en el segundo este valor supera el 20% (Fig.IV.22). Es decir, la proporción de tormentas nocturnas o matinales es bastante mayor en el caso de las tormentas provenientes del exterior que en el caso de las generadas en la zona. Este hecho diferencial está directamente asociado con el tipo de forzamiento responsable de la convección (dinámico o térmico). 

            Duración de las tormentas: El tiempo medio que una tormenta se mantiene activa en la zona de estudio es algo superior a una hora. Este valor corresponde tanto a las tormentas que nacen y mueren en la zona de estudio, y por lo tanto es equivalente a su tiempo de vida, como a las que provienen del exterior y cruzan la zona o mueren en ella. 

Fig. IV.21 Número de descargas eléctricas registradas durante 1999 en Aragón, parte de Navarra y La Rioja y zonas periféricas.  Casillas de 0.2º de lado.  Mapa elaborado a partir del presentado por el CMT de Aragón, Navarra y La Rioja.

Las tormentas que nacen en la zona de estudio o muy cerca de ella tienen una duración media de casi una hora mientras que las provenientes del exterior la tienen muy superior (82’). Ésto es debido de nuevo al diferente mecanismo de generación de estas tormentas. Mientras que las primeras están asociadas fundamentalmente al calentamiento diurno y al forzamiento orográfico, las segundas están asociadas a estructuras sinópticas o frontales móviles y su tiempo de actividad en la zona es el tiempo que tardan en atravesarla. Además, dado el sentido habitual de la circulación en niveles medios-altos, lo suelen hacer en la dirección de la longitud mayor de la zona, es decir, de oeste a este.

Fig.IV.22 Distribución de horas de primera detección


IV.5.4 Resumen.

            En el ámbito de estudio, especialmente en su centro y parte occidental, tienen una frecuencia de aparición relativamente alta las tormentas nocturnas con lo que, nuevamente, parece claro que los forzamientos sinóptico o frontal juegan en esta zona un papel muy importante en la generación de tormentas y en la introducción en ella de las generadas en el exterior, aunque frecuentemente este papel está modulado por el forzamiento térmico asociado al ciclo diurno.

            La mitad de las tormentas que provienen del exterior de la zona entran en ella por su esquina noroccidental. Es poco probable además que las tormentas provengan de alguna dirección comprendida entre el este y el nordeste y mucho más probable que lo hagan de una comprendida entre el sudoeste y el noroeste. 

            Las tormentas estacionarias o casi-estacionarias corresponden aproximadamente a un 25% del total. Las direcciones predominantes de desplazamiento de las móviles son desde el sur/sudoeste/oeste hacia el este ó nordeste. Las frecuentes tormentas generadas en el Pirineo y Prepirineo difícilmente afectan a los llanos de Lleida pero el Sistema Ibérico sí aporta una proporción importante de las tormentas que provienen del exterior. La proporción entre las tormentas generadas en el interior y las provenientes del exterior de la zona de actuación es de 1,34, hecho a priori sorprendente.

            Nidos de tormentas identificados:

1.- Baix Segre, entre Alcarràs y Seròs.
                2.- Al norte de Les Garrigues, entre Les Borges Blanques y Mollerussa.
      
         3.- Al norte de Lleida, entre la capital de provincia, Alfarràs y Balaguer.

             El intervalo modal de la distribución de horas de primera detección es el correspondiente al intervalo horario que va de las 16 UTC a las 18 UTC seguido del intervalo que va de las 14 UTC a las 16 UTC. Además, la proporción de tormentas nocturnas o matinales no se distribuye uniformemente entre las tormentas propias y las externas si no que es bastante mayor en este segundo caso. El tiempo medio que una tormenta se mantiene activa en la zona de estudio es algo superior a una hora, teniendo las que nacen en la zona de estudio o muy cerca de ella una duración media ligeramente inferior a una hora y las provenientes del exterior una duración muy superior (82’).

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