En Meteoclim, sabemos la importancia que tiene vigilar las tormentas y sus diversos efectos, incluyendo el impacto de rayos. Es por ello que recientemente hemos desarrollado un sistema de alerta temprana a la vez que diversos sistemas de predicción a corto plazo para detectar las zonas y el momento de mayor riesgo asociado a éstas.

Por este motivo, en esta nueva entrada del blog, queremos recopilar todos los datos de descargas eléctricas y compartir con vosotros un breve análisis de ellos. Los datos de rayos han sido extraídos de la red de Earth Networks.

Climatología breve de descargas eléctricas en el entorno de la Península Ibérica

Se presenta en este artículo una breve climatología de descargas eléctricas (rayos nube-nube y nube-tierra) focalizada en las descargas eléctricas nube-tierra en el período 2019 a 2023 (5 años). Esta climatología es puramente descriptiva y recoge series de datos que pueden contener errores puntuales.

En la Figura 1 se muestra un mapa que muestra la región de estudio:

La región considerada para este estudio es la que comprende la Península Ibérica, Mar Balear (incluyendo las correspondientes islas), parte del norte de África y sur de Francia. Se incluyen también algunas partes del Atlántico.

Generalidades y curiosidades

Antes de comenzar con este estudio descriptivo, hagamos una breve reseña para tener claras distinciones:

• Rayo nube-nube: descarga eléctrica de origen atmosférico que ocurre dentro de una nube de tormenta sin que impacte en tierra.
• Rayo nube-tierra: descarga eléctrica de origen atmosférico que ocurre dentro de una nube de tormenta y que además impacta directamente sobre tierra firme.

Desde el 1 de enero de 2019 al 31 de diciembre de 2023 se registraron, según la red de descargas eléctricas disponible en Meteoclim, 2 947 537 rayos nube tierra y 10 065 089 rayos nube-nube. Mientras que las descargas nube-nube supusieron el 77.3 % del número total de descargas eléctricas atmosféricas observadas en este período, el 22.7 % procedieron de rayos nube-tierra.

Dentro de los rayos nube-tierra, existen 2 subtipos: los rayos nube-tierra positivos y los rayos nube-tierra negativos.

• Rayo nube-tierra positivo: descarga eléctrica de origen atmosférico que impacta desde la nube de tormenta a tierra y que se caracteriza por transportar carga de polarización positiva.
• Rayo nube-tierra negativo: descarga eléctrica de origen atmosférico que impacta desde la nube de tormenta a tierra y que se caracteriza por transportar carga de polarización negativa.

Los rayos nube-tierra positivos surgen de la parte superior de las grandes nubes de tormenta, donde se almacena la mayor parte de la carga positiva. Se caracterizan por transportar mucha más carga eléctrica y, por tanto, más energía eléctrica a tierra, con lo que la intensidad de la descarga llega a ser muy superior que la de un rayo nube-tierra negativo. De hecho, su estruendo es muy característico, ya que el sonido del trueno es similar al de una explosión.

No sólo es posible diferenciar los rayos positivos y negativos por el sonido del trueno correspondiente, si no que también es posible diferenciarlos de manera visual. Los rayos positivos se caracterizan por tener un único canal de descarga sin bifurcaciones, como si de una sola línea blanca se tratara. En el siguiente vídeo puedes ejemplos de rayos positivos:

A diferencia de los positivos, los rayos negativos pueden presentar múltiples bifurcaciones en el canal principal de la descarga eléctrica. Aquí tienes un buen ejemplo de un rayo negativo impactando contra tierra con múltiples bifurcaciones en el canal principal de descarga.

Los rayos nube-tierra positivos son mucho menos comunes que los negativos, además de ser de media 10 veces más potentes. En la Tabla 2 se resumen el total de descargas de diferente polarización y sus respectivos porcentajes respecto al total de rayos nube-tierra y respecto al total de descargas eléctricas en el período 2019-2023 según la red de descargas almacenada en Meteoclim:

En la Tabla 2 se puede apreciar efectivamente que, según los datos, los rayos positivos son mucho menos comunes que los negativos, suponiendo tan sólo un 2.7 % del total del número de rayos nube-tierra detectados.

Ahora que conocemos algunas características básicas sobre los rayos, ¿cuántas descargas nube tierra se registran normalmente cada hora?

Evolución horaria del número de descargas eléctricas

¿A qué hora del día se producen más rayos nube-tierra? ¿A qué hora es menor la actividad? En la Figura 2 se representa el número horario de rayos nube-tierra y su respectivo porcentaje sobre el total:

En la Figura 2 se puede ver que el mayor número de rayos nube-tierra, así como el mayor porcentaje acumulado se da durante la tarde. Durante las primeras 12 horas del día, el número de rayos se mantiene constante durante la noche hasta primeras horas de la mañana. Posteriormente, el conteo, así como el porcentaje sobre el total aumenta ligeramente hasta entrada la tarde, cuando se produce un aumento significativo de este tipo de descargas.

El máximo número de rayos en el período 2019 a 2023 se ha dado a las 16 UTC (18 horas local), con más de 250 000 descargas, suponiendo un 9.34% del total del número de rayos horario. Se puede ver que a partir de las 16 UTC, el número y porcentaje de descargas disminuye paulatinamente hasta el final del día, hasta el 2.49%.

Si tomamos las horas nocturnas, como referencia, desde las 21 UTC hasta las 4 UTC y sumamos todos los porcentajes, veremos que por la noche se dan aproximadamente el 19% de rayos nube-tierra, mientras que el 81% restante se da durante las horas diurnas.

Si nos fijamos en las horas posteriores al mediodía, durante la tarde, entre las 12 UTC y las 20 UTC es cuando se da el mayor porcentaje de descargas nube-tierra. En esta franja horaria se da el 61.4% de los rayos nube-tierra. Este hecho se debe a que durante la época estival y de transición de estaciones (primavera a verano y verano a otoño) es cuando se produce mayor calentamiento del suelo, de manera que la diferencia de temperaturas entre la superficie y las capas medias y altas de la troposfera aumenta.

Al aumentar la diferencia de temperatura entre la superficie y las capas medias y altas de la troposfera se favorece la intensidad de la convección, de modo que cuando la dinámica de la atmósfera favorece el aporte de humedad y los cambios de masas de aire necesarios, se producen nubes de gran crecimiento vertical que provocan multitud de rayos.

Evolución mensual del número de descargas eléctricas

Hemos visto anteriormente que existe un patrón muy característico en el número de rayos que caen a cada hora del día. ¿Y al mes? ¿Qué mes del año es el que más actividad nube-tierra tiene? ¿Y el mes que menos? En la Figura 3 se muestra la evolución mensual del número de rayos nube-tierra y su respectivo porcentaje sobre el total:

Si nos fijamos en la Figura 3, veremos que existe una variabilidad notable tanto en el número total de rayos nube-tierra registrados como en el porcentaje. Durante los meses de invierno es cuando se produce el mínimo de actividad eléctrica nube-tierra, mientras que en verano es cuando se produce el máximo.

En los meses centrales del año y a inicios del otoño se observa un patrón interesante en el conteo y porcentaje de rayos. En junio se produce un primer máximo en el número de descargas, con casi 600 000 rayos registrados en el período, suponiendo casi el 20% de todos los rayos registrados durante el año. En cambio, en julio la actividad eléctrica en la región cae hasta el 10.19% para luego repuntar ligeramente en agosto hasta el 13.3% aproximadamente.

En septiembre es cuando se produce el máximo de actividad eléctrica nube-tierra. Con más de 700 000 rayos nube-tierra, el 24.14% del total de rayos se produce en este mes, consecuencia de la llegada de masas de aire más frío en altura en contraste con un mar Mediterráneo muy cálido. Posteriormente, en los mapas de densidad de rayos nube-tierra comprobaremos que esto es así.

En los meses centrales del otoño es cuando la actividad nube-tierra disminuye considerablemente. Desde octubre hasta diciembre, el porcentaje sobre el total del rayos nube-tierra oscila entre el 4.7% y el 7.1% aproximadamente.

Ahora que conocemos algunas generalidades sobre los rayos nube-tierra y su distribución horaria y mensual, ¿dónde se concentra la mayor cantidad de descargas?

Densidad espacial de descargas eléctricas

Entendemos densidad espacial de descargas eléctricas a la relación que hay entre el número total de rayos (nube-nube o nube-tierra) que caen dentro de un área determinada. Se define como el número de rayos dividido por el área.

En este apartado encontrarás información sobre en qué región se ha producido la mayor cantidad de rayos nube-nube y nube-tierra en el período 2019-2023.

Densidad total de rayos nube-nube

Aunque los rayos nube-nube no tienen el mismo impacto que los nube-tierra, sí resulta interesante visualizar su distribución espacial. Como hemos visto anteriormente, los rayos nube-nube son mucho más comunes que los nube-tierra, con lo que es de esperar que su densidad espacial sea mayor.

En la Figura 4 se representa un mapa de densidad de rayos nube-nube por kilómetro cuadrado de área y promediado por día para el período de 2019 a 2023:

En la Figura 4 se puede ver una gran variabilidad espacial de la densidad de rayos nube-nube. Mientras que el extremo sur, suroeste, noroeste y norte de la Península Ibérica es donde existe menor densidad, a medida que nos desplazamos hacia el interior, norte y noroeste se produce un aumento considerable del número de rayos nube-nube por km².

En particular, hay 4 regiones de la Península que destacan por su actividad nube-nube: la región limítrofe entre Murcia, Andalucía y Castilla-La Mancha, la región que limita el norte de la Comunidad Valenciana y Aragón, así como el sur de La Rioja y zona pirenaica, donde existe la mayor concentración de rayos nube nube. En estas zonas la densidad alcanza localmente los 0.05 rayos/km² por día (18.25 rayos nube-nube/km² al año).

Existe un punto en común entre estas regiones, y es que todas tienen una orografía compleja. La presencia de zonas montañosas favorece el crecimiento de nubosidad vertical, que es la responsable de generar actividad eléctrica atmosférica.

Densidad total de rayos nube-tierra

Ahora que hemos visto de manera cualitativa la distribución espacial de la densidad de rayos nube-nube, pasemos a ver dónde y cómo se reparten sobre el entorno de la Península Ibérica los rayos nube-tierra.

En la Figura 5 se representa el mapa de densidad de rayos nube-tierra en el entorno de la Península Ibérica promediado por día para el período 2019-2023:

En la Figura 5 se puede apreciar que la mayor densidad de rayos nube-tierra se produce en las mismas zonas donde está el máximo de densidad de rayos nube-nube. Destacan sobre todo área pirenaica de Aragón y Cataluña, el Maestrazgo y Mar Balear. En estas zonas se aprecia un máximo de hasta 0.02 rayos/km² por día (7.3 rayos/km² por año) de media.

Al igual que ocurría en la distribución espacial de rayos nube-nube, la densidad de rayos nube-tierra disminuye progresivamente cuanto más al suroeste y norte de la región.

Veamos a continuación cómo se han repartido sobre el territorio los rayos nube-tierra para cada año.

Densidad anual de rayos nube-tierra

Tal y como hemos podido ver anteriormente, podemos deducir que cada año se producen tormentas tanto en la Península como en Baleares. Sin embargo, las tormentas nunca afectan por igual al territorio, con lo que cada año su distribución varía a lo largo del territorio. Esto también afecta a la cantidad de rayos registrados. En este apartado veremos cómo es la distribución anual de rayos nube-tierra desde 2019 a 2023.

En la Tabla 4 se muestran el número total de rayos nube-tierra por año:

Con los datos de la Tabla 4 sobre la mesa, se pueden extraer diferentes conclusiones:

• 2021 fue el año más tormentoso de la serie, con casi 1 millón de rayos nube-tierra registrados, suponiendo casi un tercio del total de rayos registrados en la serie.
• 2019 fue el año menos tormentoso de la serie, con apenas 281 mil descargas nube-tierra, suponiendo menos del 10% del total de rayos en el período estudiado.
• La actividad eléctrica en 2020 y 2023 fue similar, en torno a las 600 mil descargas, suponiendo alrededor de un 20% del total de rayos registrados en cada uno de esos años.

Conviene destacar que aunque un año en general sea menos tormentoso, localmente puede haberse registrado una elevada cantidad de descargas eléctricas. Veamos a continuación cómo se han repartido sobre el territorio las descargas nube-tierra para cada año.

Año 2019

En la Figura 6 se representa la densidad espacial de rayos nube-tierra registrados en el año 2019 en el entorno de la Península y Baleares:

En la Figura 6 llama la atención que los máximos de densidad se localizan en el mar. En concreto, el entorno del Mar Balear, litoral central catalán y el Mar Menor registraron densidades entre 0.01-0.02 rayos/km² por día (3.65-7.3 rayos/km² ). Es decir, que una de las regiones de mayor actividad eléctrica se situó en el propio mar. En cambio, conviene destacar otras áreas de gran actividad eléctrica, como el interior de Valencia, este y extremo sur de Castilla-La Mancha, con núcleos de descargas muy localizados debido a células tormentosas muy activas.

Año 2020

En la Figura 7 se representa la densidad espacial de rayos nube-tierra registrados en el año 2020 en el entorno de la Península y Baleares:

En la Figura 7 se puede ver que, comparando con el año 2019, 2020 fue un año con más densidad de rayos nube-tierra en general. Destacan sobre todo el litoral valenciano, Mar Balear y región pirenaica, aunque la densidad de descargas también fue notable en puntos del interior y norte peninsular. Las mayores densidades oscilaron entre 0.02-0.03 rayos/km² por día (7.3-11 rayos/km²).

Año 2021

En la Figura 8 se representa la densidad espacial de rayos nube-tierra registrados en el año 2021 en el entorno de la Península y Baleares:

Si nos fijamos en los datos representados en la Figura 8, veremos diferencias sustanciales con respecto a los mapas de 2020 y 2019. Se puede ver que la actividad eléctrica durante este año fue muy notable y con un gran aumento de la densidad de rayos nube-tierra con respecto a estos dos años anteriores. Se puede ver que la mayor densidad vuelve a localizarse sobre todo en el Mar Balear, aunque también destacan mucho zonas del litoral sur de Cataluña, interior de la Comunidad Valenciana y de nuevo zona pirenaica.

En particular, si nos fijamos en algunas zonas del Mar Balear, la densidad de rayos nube-tierra durante el 2021 alcanzó localmente más de 0.05 rayos/km²*día (18.25 rayos/km²).

Año 2022

En la Figura 9 se representa la densidad espacial de rayos nube-tierra registrados en el año 2022 en el entorno de la Península y Baleares:

Siguiendo la representación de datos de la Figura 9, en el año 2022 se puede apreciar una disminución considerable de la actividad eléctrica con respecto al año 2021. Sin embargo, se puede ver que algunas zonas la densidad de rayos más alta abarca un área más extensa, como en el levante mallorquín, donde en años anteriores la densidad de rayos no era particularmente elevada a pesar de que la densidad de rayos en toda la región de estudio sí lo era.

Durante este año, las mayores densidades de rayos nube-tierra alcanzaron los 0.01-0.02 rayos/km²*día (3.65-7.2 rayos/km²).

Año 2023

En la Figura 10 se representa la densidad espacial de rayos nube-tierra registrados en el año 2023 en el entorno de la Península y Baleares:

En el año 2023, la mayor densidad de rayos nube-tierra se ha localizado principalmente en áreas de tierra firme. En concreto, zonas como Navarra, La Rioja y sus zonas limítrofes con Castilla y León, Aragón, zona pirenaica de Cataluña e interior de la Comunidad Valenciana han tenido la mayor densidad de rayos nube-tierra. En estas zonas, la densidad rondó los 0.01-0.02 rayos/km²*día (3.65-7.2 rayos/km²).

Densidad estacional de rayos nube-tierra

¿Y qué ocurre cuando agrupamos los datos por estaciones? En la Tabla 3 puedes encontrar el porcentaje de rayos nube-tierra por estación del año:

Según los datos mostrados en la tabla 3, en verano es cuando se produce el mayor número de rayos nube-tierra, con un 43.4% seguido del otoño, con un 36%. En invierno es cuando menos rayos se registran, un 3%. A pesar de que septiembre es el mes del otoño en el que más rayos nube-tierra se registran, lo cierto es que el porcentaje acumulado estacional demuestra que es en verano cuando más rayos se registran.

Es bien sabido que las tormentas siguen un ritmo que depende de las estaciones del año. En la Península Ibérica, al estar situada en latitudes medias, la cantidad de radiación solar recibida varía a lo largo del año, con lo que en las épocas más cálidas es más probable observar actividad eléctrica, mientras que en las épocas más frías es menos probable.

¿Cómo varía la densidad de descargas nube-tierra a lo largo de las estaciones? Veamos a continuación cómo se distribuye espacialmente estas cantidades con las estaciones del año.

Primavera

En la Figura 11 se representa la densidad de rayos nube-tierra en Primavera:

En primavera, la mayor densidad de rayos nube-tierra no destaca por registrar valores elevados en ningún área de la Península. Sin embargo, se puede apreciar en la Figura 11 que existe una distribución homogénea de descargas nube-tierra. Esto es, que durante el período 2019 a 2023 se han producido tormentas repartidas por la mayor parte de la Península y Baleares, aunque la actividad eléctrica no destaca en gran medida.

Sin embargo, aunque las densidades no sean muy elevadas, ciertas áreas como el interior de la Comunidad Valenciana, interior de Cataluña y ciertas partes del norte peninsular son las que registran más rayos durante esta estación, coincidiendo con un período de transición en el que el calentamiento diurno comienza a favorecer el desarrollo de nubosidad vertical. Las densidades más elevadas oscilan entre 0.05-0.06 rayos/km²*día (4.6-5.6 rayos/km² en primavera) de media.

Verano

En la Figura 12 se representa la densidad de rayos nube-tierra en verano:

La característica principal sobre la climatología de rayos en verano que se aprecia en la Figura 12 es el máximo de descargas nube-tierra localizado en el sur de Aragón y norte de la Comunidad Valenciana, así como en la zona Pirenaica. En estas regiones, la densidad se sitúa entre 0.2-0.3 rayos/km²*día (18.7-28.1 rayos/km² en verano) de media.

Otras zonas en las que se aprecia una densidad notable de rayos nube-tierra es en la zona limítrofes entre Murcia, Andalucía y Castilla-La Mancha, así como el este de Castilla y León y La Rioja. La actividad tormentosa también fue destacable en el Mar Balear en este período.

Otoño

En la Figura 13 se representa la densidad de rayos nube-tierra en otoño:

Según los datos mostrados en la Figura 13, se puede ver cómo el máximo de densidad de rayos nube-tierra se ha desplazado hacia el Mar Mediterráneo con respecto al verano. Mientras que en verano la mayor actividad eléctrica se sitúa sobre tierra firme, en otoño el máximo de rayos se localiza en el Mar, en el entorno de las Islas Baleares, litoral valenciano y litoral catalán.

La principal razón física que explica este cambio de patrón en el máximo de densidad de rayos nube-tierra se debe a que a finales de verano y principios de otoño la temperatura del agua del mar Mediterráneo se sitúa sobre su máximo. Un mar muy cálido actúa como una gran fuerte de energía para la formación de tormentas.

Cuando se produce la llegada de cambios de masas de aire más cálido a más frío en altura, se generan las típicas tormentas intensas del otoño sobre la región Mediterránea principalmente por la diferencia de temperatura entre un mar muy cálido y una masa de aire frío en altura.

Invierno

En la Figura 14 se representa la densidad de rayos nube-tierra en invierno:

En comparación con la Firua 13, en la Figura 14 se puede ver un contraste muy llamativo en cuanto a la densidad de descargas en el entorno Ibérico-Balear. En invierno se produce una disminución drástica de la actividad eléctrica, de manera que en la Península hay muy pocas zonas con algo de actividad eléctrica apreciable.

Zonas como el litoral cantábrico, golfo de Huelva, Mar de Alborán y litoral mediterráneo son las que albergan la mayor actividad eléctrica nube-tierra en invierno, principalmente debido a la circulación de borrascas activas y descargas de aire frío en altura. No es desdeñable la actividad eléctrica en invierno en torno al Mar Balear. En invierno la densidad máxima oscila entre los 0.01-0.02 rayos/km²*día (0.9-1.8 rayos/km² en invierno) de media.

Conclusiones

En este artículo hemos expuesto una breve climatología de descargas eléctricas en el entorno de la Península Ibérica y Baleares durante los años 2019 y 2023. En vista de los resultados expuestos podemos extraer diversas conclusiones:

• En el entorno de la Península y Baleares se registraron 2 947 537 rayos nube-tierra.
• Entre las 12 UTC y las 20 UTC es cuando se da el mayor porcentaje de descargas nube-tierra. En esta franja horaria se da el 61.4% de los rayos nube-tierra.
• En septiembre es cuando se produce el máximo de actividad eléctrica nube-tierra. Con más de 700 000 rayos nube-tierra, el 24.14% del total de rayos se produce en este mes.
• La mayor densidad de rayos nube-tierra en el área pirenaica de Aragón y Cataluña, el Maestrazgo y Mar Balear. En estas zonas se aprecia un máximo de hasta 0.02 rayos/km² por día (7.3 rayos/km² por año) de media.
• 2021 fue el año más tormentoso de la serie, con casi 1 millón de rayos nube-tierra registrados, suponiendo casi un tercio del total de rayos registrados en la serie.
• 2019 fue el año menos tormentoso de la serie, con apenas 281 mil descargas nube-tierra, suponiendo menos del 10% del total de rayos en el período estudiado.
• En verano es cuando se produce el mayor número de rayos nube-tierra, con un 43.4% seguido del otoño, con un 36%.

Referencias

• Blog Meteoclim: Los rayos y su tipología
• Blog Meteoclim: El enigma de los rayos latentes
• Blog Meteoclim: Las tormentas y su clasificación
• Blog Meteoclim: Día Meteorológico Mundial 2022
• Canal de Youtube de spike95ist
• Canal de Youtube de Dan Robinson
• Canal de Youtube de Tom Warner

Artículos interesantes adicionales

Os recomendamos la lectura de Climatología de descargas eléctricas y de días de tormenta en España (AEMET).

En esta nueva entrada del blog nos gustaría compartir con vosotros un momento muy especial que se celebra cada 23 de marzo. En conmemoración a la creación de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) en 1950, toda la comunidad meteorológica celebra el Día Meteorológico Mundial. La OMM es el organismo principal que contribuye a velar por el bienestar de las personas y proteger sus bienes materiales ante amenazas meteorológicas y climáticas. Cada año, se celebra una temática en particular. Este año se resalta la importancia de los Sistemas de Alerta y Acción Temprana.

Previsión a corto plazo desarrollada en Meteoclim

Los fenómenos meteorológicos adversos (FMA) generan grandes impactos y pérdidas en los bienes materiales y personales. Estos fenómenos, como vientos muy fuertes, granizo grande, descargas eléctricas, etc. pueden llegar a provocar pérdidas económicas billonarias. En los últimos 40 años, las pérdidas económicas por FMA se han incrementado, alcanzando el medio trillón de euros (European Environment Agency). En Meteoclim conocemos la importancia de la información meteorológica en forma de previsiones. Estas previsiones meteorológicas deben contener información con el mayor grado de detalle posible para poder transmitir lo antes posible los posibles efectos de los fenómenos meteorológicos adversos.

Por ello, es necesario no sólo conocer las situaciones meteorológicas y los fenómenos que pueden afectar en gran medida a la población, si no disponer de las herramientas necesarias para generar y transmitir información meteorológica de calidad que llegue de manera rápida y efectiva tanto a las entidades gubernamentales, a los servicios de gestión de emergencias y a la población en general. Para cumplir con este objetivo, es imprescindible que todos los países dispongan de un Sistema de Alerta Temprana meteorológica. Un Sistema de Alerta Temprana consiste en una medida de adaptación a las amenazas meteorológicas que utiliza toda una cadena de transmisión rápida de información para reducir los posibles efectos adversos.

La base fundamental de un sistema con estas características no sólo debe tener sus raíces en la Meteorología como ciencia, sino en usar toda la tecnología disponible a nuestro alcance para generar los mecanismos necesarios que transmitan información meteorológica valiosa capaz de detectar, generar y distribuir previsiones en tiempo real de todas aquellas posibles amenazas meteorológicas que permitan una rápida acción por parte de los servicios de emergencia y la población en general para proteger los bienes materiales y personales.

Hemos mencionado que la base de un Sistema de Alerta Temprana meteorológica debe basarse en dos pilares: la meteorología como ciencia y la tecnología. La predicción meteorológica actualmente tiene su base en los modelos numéricos de predicción, que resuelven las ecuaciones de la dinámica atmosférica y los procesos de transferencia de calor y energía en la atmósfera. ¿Qué características deben tener estos modelos de predicción para generar un buen sistema de Alertas Tempranas?

La predicción meteorológica de alta resolución

Para poder generar un buen Sistema de Alerta Temprana, los modelos de predicción numérica del tiempo deben generar predicciones que permitan describir las variables meteorológicas con el mayor grado de detalle posible. De esta manera, se tiene una información precisa y de calidad que ayuda a emitir información meteorológica muy fiable. Para poder obtener el mayor grado de detalle posible, se deben resolver las ecuaciones que describen la dinámica atmosférica y los intercambios de calor y energía con el medio en el mayor número de puntos posible. De esta manera se construyen los modelos meteorológicos de alta resolución.

Los modelos meteorológicos de alta resolución permiten describir mejor los cambios en la circulación a pequeña escala. Estos cambios a pequeña escala pueden traducirse en tormentas intensas de área pequeña o rachas de viento localmente fuertes. Esto permite anticiparse a aquellas situaciones meteorológicas que puedan suponer un riesgo para la población. El hecho de disponer de más información en menos espacio permite tomar decisiones más rápido ante una situación meteorológica adversa.

La tecnología mejora los Sistemas de Alerta Temprana

Anteriormente hemos mencionado que los modelos meteorológicos deben generar la mayor cantidad de información en el menor espacio posible. Aunque esta fuente de información meteorológica es muy útil y describe correctamente las condiciones atmosféricas en la gran mayoría de ocasiones, los modelos meteorológicos no son perfectos, ¡incluidos los modelos de alta resolución! Esto provoca que, en ocasiones, el estado de la atmósfera actual no se corresponda con el estado previsto. Esto es debido principalmente a que la atmósfera es un sistema caótico, con lo que una pequeña variación de las condiciones meteorológicas altera en gran medida el resultado de la predicción.

Es por ello que, en ocasiones, la predicción meteorológica es insuficiente en determinadas situaciones para informar de manera adecuada sobre los peligros meteorológicos. Por ello, es necesario disponer de una fuente de información meteorológica alternativa a la habitual. En Meteoclim, trabajamos continuamente para integrar nuevas fuentes de información meteorológica innovadoras, como la predicción a corto plazo del movimiento de las precipitaciones (nowcasting de radar) o la creación de una red de pluviómetros virtuales con ayuda de la señal electromagnética emitida y recibida por las torres de telecomunicación.

Incorporar fuentes de información alternativas a las habituales es la base fundamental para construir un mejor Sistema de Alerta Temprana. Por ejemplo, es habitual que el radar meteorológico caiga en situaciones de precipitaciones intensas, con lo que disponer de una fuente de información alternativa en tiempo real es fundamental para mantenerse informado en todo momento ante una situación meteorológica delicada.

Referencias

• Organización Meteorológica Mundial
• Agencia Europea del Medio Ambiente
• Blog Meteoclim: la incertidumbre meteorológica
• Blog Meteoclim: DANAs y gotas frías: ¿qué son?
• Blog Meteoclim: Ecos en gancho
• Blog Meteoclim: el radar meteorológico
• Blog Meteoclim: Smartweather
• Blog Meteoclim: Meteorología para principiantes (I)

Formación de los rayos

Las descargas eléctricas naturales pueden originarse de varias formas: en nubes de tormenta de forma habitual, o bien en nubes de ceniza volcánica o procedente de un gran incendio. En el último caso, los rayos originados por nubes de ceniza volcánica o de ceniza procedente de un incendio no son muy comunes y para que se produzcan deben darse una serie de condiciones especiales.

En el caso de las nubes de tormenta, es mucho más probable que se produzcan rayos cuando la nube es de crecimiento vertical. Las nubes de crecimiento vertical tienen siempre un aspecto de coliflor esponjosa cuando se desarrollan y su brillante color blanco las hace inconfundibles.

El nombre técnico de las nubes que producen descargas eléctricas se denomina cumulonimbus, aunque también es posible observar rayos a partir de un cumulus congestus. En nuestra entrada Meteorología para principiantes (III) encontrarás más información sobre este tipo de nubes. En particular, el cumulonimbus consiste en una nube de gran desarrollo vertical, capaz de producir, además de descargas eléctricas, grandes chaparrones con granizo y fuertes rachas de viento.

Cuando la nube se está desarrollando, en su seno atraviesa diferentes capas de aire a diferente temperatura y humedad. La arteria principal de estas nubes consiste en una corriente de aire ascendente, de manera que cuanto más se eleva dicha corriente, más se enfría, y así lo hacen también las gotitas de agua en su interior, las cuales van creciendo cada vez más, a medida que también se congelan.

Si las condiciones dentro de la nube lo permiten y ésta continúa desarrollándose, en su interior comienzan a generarse diversos procesos físicos en los que el agua, el hielo y las corrientes de aire en el interior de la nube interaccionan entre sí, provocando una ordenación de la carga eléctrica total de la nube. En este momento, todas las piezas están listas para que empiece el espectáculo luminoso…

Rayos nube-nube y nube-aire

Son los tipos de descargas más comunes en las nubes de tormenta, también conocidos como relámpagos. Suponen normalmente entre el 70 y el 90% de las descargas eléctricas totales en una nube de tormenta. El siguiente vídeo muestra un ejemplo claro de un rayo nube-nube. Este tipo de descarga se genera por diferencias de potencial eléctrico debido a la distribución de carga dentro de la nube de tormenta.

En cambio, los rayos nube aire, a pesar de haberlos incluido dentro de la categoría de rayos nube-nube, son un tipo de descargas algo menos comunes de encontrar.

Este tipo de descargas no supone ningún peligro, ya que se producen a mucha altura. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las tormentas son muy caprichosas, pueden tener una evolución en particular y es completamente imposible saber qué tipo de descarga se producirá en cada momento. Los rayos nube-tierra marcan la diferencia entre una tormenta inofensiva y una peligrosa. Veamos en qué consisten…

Rayos nube-tierra/mar

Son las descargas menos comunes, y a la vez, las más bellas y peligrosas, ya que la descarga eléctrica puede dañar o destruir órganos u ocasionar la muerte directa. Suponen entre el 10 y el 20% de las descargas totales dentro de una nube de tormenta (o fuera…).

Este tipo de rayos son mucho más peligrosos que los rayos nube-nube o nube-aire. La descarga eléctrica llega a tierra y puede afectar a bienes materiales y personales. El canal de descarga (el rayo en sí) es aire ionizado y calentado a miles de grados centígrados, de manera que dicho aire se convierte en plasma. Las variaciones abruptas de presión y temperatura provocan que el aire explote literalmente, produciendo una onda de choque que se traslada en todo el espacio. Dicha onda se conoce como trueno.

Los rayos nube-tierra o nube-mar tienen algunas peculiaridades, y tienen que ver con el tipo de carga eléctrica que transportan. Se pueden clasificar en dos tipos:

• Rayos negativos: la carga que transportan es negativa (-). Es el tipo de descarga nube-tierra/mar más común.
• Rayos positivos: la carga que transportan es positiva (+). Son mucho más masivos, peligrosos y menos comunes que los negativos ya que la carga transportada es mucho mayor.

Los rayos nos provocan siempre una cierta impresión, pero nunca debemos bajar la guardia cuando estamos bajo el radio de influencia de una tormenta. Puede parecer que no haya peligro aunque estemos lejos de las descargas, pero lo cierto es que existe un tipo de rayo poco común y, sin embargo, el más peligroso de todos. Se trata del rayo salido de la nada, en inglés conocido como bolt out of the blue. Consiste en una descarga que sale del tope de la nube de tormenta e impacta lejos de ésta, hasta un radio de 30 a 50 km de distancia.

Estos fenómenos de la naturaleza son apasionantes y guardan muchos misterios. El mayor de todos ellos tiene que ver con un tipo de descarga ascendente a la vez que se produce el rayo. Se trata de los sprites, una descarga en la alta atmósfera que descubriremos próximamente en el blog.

Referencias

• Meteorología para principitantes (III). Blog Meteoclim
• Atlas Internacional de Nubes: cumulus congestus
• Observatori Fabra: Alfons Puertas
• Meteoglosario de AEMET: rayo nube-tierra
• David Mancebo fotografía

El mar mediterráneo: ¿un mar que parece un lago?

El Mar Mediterráneo está situado en latitudes medias del hemisferio norte, de manera que está afectado por la estacionalidad que caracteriza el clima en las zonas que lo rodea: inviernos con temperaturas suaves y precipitaciones que suelen ser regulares, acompañado de veranos calurosos y precipitaciones escasas y seguido de la época de lluvias intensas otoñales. La característica principal que tiene este mar en comparación con otras superficies marítimas es que es un mar prácticamente cerrado: solo hay una entrada natural de flujo de agua que lo conecta con el Océano Atlántico. Este acceso natural, además es muy estrecho, de ahí que este mar parezca un lago.

El Mediterráneo, al ser una superficie de agua más pequeña y menos profunda que la que tiene un océano, condiciona el clima de las zonas circundantes, ya que consigue retener el calor generado por la radiación solar con mayor facilidad. En los meses de primavera, cuando los rayos del Sol comienzan a incidir de manera más directa, empiezan a calentar la superficie del agua y lo sigue haciendo hasta finales del verano, cuando la radiación Solar es máxima, todo ello acompañado de tiempo estable: cielos despejados y ambiente bochornoso.

Las tormentas en el Mediterráneo

En otoño, la energía que se ha acumulado durante los calurosos meses de verano se almacena en los primeros metros de profundidad del mar. Esta energía se llama calor latente y se denomina latente porque se requiere un proceso físico que provoque que esa energía se libere.

Si en verano se disfrutaba del Sol, la playa y la tranquilidad atmosférica provocada por los grandes anticiclones que bloquean los frentes y borrascas, en otoño, los papeles se comienzan a invertir: los frentes y las borrascas consiguen cruzar más fácilmente la Península, provocando que el tiempo empiece a ser más inestable y se produzcan las lluvias y tormentas del otoño que liberan ese calor latente acumulado durante los meses calurosos.

Las tormentas absorben el calor acumulado en el mar, provocando que la temperatura de éste comience a disminuir. Este proceso sigue hasta que llegan los meses de invierno, en que la temperatura alcanza el mínimo, a la vez que la energía potencial asociada al calor latente del mar, hecho que explica que en general sea difícil (¡no imposible!) ver tormentas en pleno inverno en la zona mediterránea.

Cambio de patrón: ¿más tormentas en invierno?

La cantidad de calor latente acumulado en los primeros metros de profundidad en las aguas mediterráneas está directamente relacionado con la temperatura del agua del mar: cuanto mayor es la temperatura del agua, mayor cantidad de calor latente, y viceversa. A finales de verano, el mar es cálido, alrededor de los 26-28 ºC, mientras que, a medida que avanza el otoño, empieza a haber menos horas de luz y por tanto, menor radiación solar con lo que ya no se produce calentamiento del agua. Si sumamos la energía que se libera para formar tormentas con el paso de frentes y borrascas, resulta que el mar comienza a enfriarse, siendo la temperatura mínima alrededor del mes de febrero de unos 12 o 13 ºC.

Con estas temperaturas, se hace difícil ver tormentas en invierno, pero no imposible del todo si se produce una irrupción de aire muy frío. Sin embargo, se ha ido observando en las últimas décadas que la temperatura del Mediterráneo ha aumentado más de 0.4 ºC/década (Jansà), un dato alarmante que pone de manifiesto una de las tendencias coherentes con el Cambio Climático. Con este dato sobre la mesa, no solo es de esperar que aumente la temperatura del agua en general, si no que lo haga en los meses más fríos, con lo que esto supone: mayor cantidad de energía acumulada y por tanto, mayor potencial para la formación de tormentas.

Fuentes y referencias:

• Agustí Jansà: L’extensió de l’estiu cap a la primavera
• Twitter de Paco Bailón
• Google maps
• Panel Internacional del Cambio Climático (IPCC)

Agradecimiento especial:

Queremos agradecer especialmente la posibilidad que nos ha brindado Paco Bailón dejando que utilicemos sus espectaculares fotografías para esta entrada. Aquí tenéis sus redes sociales para que podáis disfrutar de su arte:

Twitter Paco Bailón

Instagram Paco Bailón

Cómo prepararse para evitar el peligro de los rayos

Tanto antes como durante la tormenta debemos seguir unas pautas que nos alejen del peligro de los rayos en altamar. Como en cualquier actividad, tenemos que preparar nuestro instrumento de acción. En este caso, la embarcación. Es necesario que esta pueda captar la energía eléctrica y sea capaz de canalizarla. Para ello es imprescindible la instalación de diferentes mecanismos que eviten destrozos mayores ante tormentas eléctricas. Todo por supuesto debe prepararse en función al tipo de embarcación. Así, en los veleros, por ejemplo, es imprescindible el perfecto estado del mástil que, en caso de alcance de rayos, captará la descarga eléctrica. En definitiva, contar con un buen sistema nos protegerá de daños mayores.

Además, es necesario recordar la importancia de comprobar la previsión meteorológica. Tener acceso a los datos más fiables y detallados nos permitirá planificar las jornadas náuticas con cabeza. Herramientas como SmartWeather nos ofrecen tener una cobertura mundial en tiempo real. Y obtener información sobre la detección de rayos, que es el caso que nos ocupa. Con mejores y nuevas funcionalidades, la herramienta profesional de Meteoclim se alza como una plataforma imprescindible para el sector profesional.

Actúa ante el peligro de los rayos en tu embarcación

Sabemos la teoría, pero no siempre podemos aplicarla. Por ello, si nos vemos inmersos en una fuerte tormenta eléctrica, deberemos seguir unas pautas. La primera de ellas es intentar poner rumbo a tierra. Si estamos relativamente cerca de cualquier muelle, esta es nuestra mejor opción. En caso de no ser posible, refugiarnos en zonas más altas como acantilados evitará que seamos los objetos más elevados y, por tanto, los más proclives a ser alcanzados. Sin embargo, es posible que no podamos refugiarnos de ninguna manera. Ante esto, debemos captar la descarga eléctrica como sea para conducirla de forma controlada.

En cualquier caso, para adecuar la embarcación a las circunstancias, es importante realizar varias acciones en el propio barco. Por ejemplo, evitar el uso de aparatos electrónicos y de metales. O tumbarse en el interior de la cabina o en zonas alejadas de estos dispositivos. Sin olvidar por supuesto desconectar todos los equipos y, en la medida de lo posible, desenchufarlos de la corriente eléctrica. Así, los protegemos de la sobretensión y evitamos que se dañen.

Ahora que hemos repasado cómo actuar ante el peligro de los rayos en náutica, desde Meteoclim solo podemos pedir precaución. Aunque el tiempo no ha ser de un impedimento para disfrutar de nuestras jornadas náuticas, sí debe ser un condicionante. Por ello, estar informados de la previsión meteorológica o de la situación actual, nos sacará de más de un aprieto. #WePredictYouWin