Resumen semana 14 abril-20 abril

Semana de altibajos meteorológicos. Desde hoy lunes hasta el jueves, inestabilidad generalizada de la mano de una amplísima vaguada polar con bastante aire frío en altura que se extiende desde Groenlandia hasta Algeria. En superficie, una ciclogénesis con mínimo de presión al noroeste peninsular se encargará de poner la guinda al pastel para regalar lluvias y tormentas a muchos puntos de la Península y Baleares, una bajada muy notable de temperaturas y de la cota de nieve y vientos moderados a fuertes.

Lunes 14-miércoles 16

En concreto, hoy lunes la cota de nieve bajará de manera notable, sobre todo en el centro y noroeste, hasta 1600 m a última hora del día, aunque pueden producirse chubascos en forma de nieve a partir de 800 m hasta el miércoles inclusive (las cotas más bajas en áreas de montaña del noroeste, también en el Pirineo). La nieve no será el único fenómeno significativo. Las lluvias serán persistentes, extensas, localmente generosas y con tormenta en la mitad oeste peninsular, sin descartar alguna tormenta con granizo pequeño. 

En la mitad este tendremos tiempo más contrastado: más ratos de sol por la mañana, pero con nubosidad de evolución a mediodía que por la tarde favorecerá chubascos localmente intensos y con tormenta, más probables en el noreste peninsular. En Baleares esperamos mayor probabilidad de tormentas localmente intensas y con granizo hoy lunes, pero de cara al martes y miércoles los chubascos serían más aislados. Donde menos lluvia se espera será en el cuadrante sureste, pero el fenómeno más destacable será el viento, que podrá soplar del noroeste con fuerza durante la jornada del miércoles.

Jueves Santo

Tregua generalizada. Las precipitaciones remitirán en toda la Península y Baleares, brindando más ratos de sol en el territorio. Tan sólo esperamos alguna nube de evolución puntual, preferentemente en el interior peninsular. Sin embargo, esta tregua durará poco en el extremo noroeste peninsular. De cara al final del Jueves Santo se espera la llegada de una nueva borrasca atlántica que, aunque poco profunda, será suficiente para regar de nuevo la costa gallega con lluvias de carácter moderado que persistirán durante toda la jornada. En el resto, esperamos tiempo tranquilo, con muchos ratos de sol en el centro y este pero con más nubosidad en el sur peninsular.

Viernes Santo

Fin de la tregua. La borrasca atlántica que afectaría el jueves al noroeste acabará por diluirse a medida que avance por el interior y sur peninsular, pero ya como DANA (no peligrosa). El pronóstico con respecto a su movimiento y posición es algo más incierto, aunque a día de hoy los modelos apuntan a que avanzará por la península de noroeste a sureste, con su núcleo sobre el cuadrante suroeste. La mayor inestabilidad la encontraremos en el oeste peninsular, abrazando puntos de Castilla y León, Extremadura y noroeste de Andalucía, aunque las zonas más afectadas por las lluvias podrían variar con las actualizaciones de los pronósticos. Las precipitaciones serían de carácter moderado o intenso, incluso acompañadas de tormenta y granizo pequeño sobre todo a partir del mediodía del viernes. En el resto esperamos bastante sol por la mañana, sobre todo en el interior y norte peninsular, pero a medida que avance la jornada las nubes irían cubriendo de cada vez más el cielo, indicativo de un cambio de tiempo de cara al sábado…

Sábado Santo

Crece la incertidumbre con respecto al pronóstico. Sin embargo, a día de hoy, los modelos apuntan a que la DANA que avanzó hacia el sureste peninsular seguiría la misma dirección durante el sábado. Esto significa que tendremos precipitaciones en su periferia, afectando principalmente al litoral norte peninsular, puntos del centro y extremo sur, así como en áreas locales del interior peninsular. Sin embargo, en el cuadrante noreste, levante y sureste nos levantaríamos con tiempo aparentemente apacible, pero a medida que avance la mañana, la nubosidad de evolución crecerá con fuerza de manera que, durante la tarde, tendremos chubascos y tormentas localmente muy fuertes, sobre todo en el este peninsular, sin descartar granizo grande (pronóstico más incierto). En Baleares esperamos cielo nuboso pero sin precipitaciones por el momento.

Las zonas más afectadas por las lluvias y tormentas dependerán mucho de la posición final de la DANA, que según están reflejando los modelos a día de hoy, será pequeña. Algunos escenarios indican que esta DANA incluso quedaría unida a la circulación general, por lo que las precipitaciones podrían ser más generalizadas de lo inicialmente previsto.

Domingo de Pascua

La incertidumbre en el pronóstico es muy elevada, pero los principales escenarios meteorológicos indican que tanto en Península y Baleares tendremos inestabilidad generalizada. Los escenarios más optimistas indican que las precipitaciones remitirían de manera amplia en muchos puntos de la Península, tan sólo algunos chubascos puntuales en el extremo noroeste y norte y sólo tendríamos lluvias en Baleares, mientras que los escenarios más pesimistas están tendiendo a formar una borrasca mediterránea, con mucha mayor extensión del aire frío en altura y precipitaciones más generalizadas en esta área (incluso en forma de nieve en zonas de montaña de la mitad norte). Será necesario seguir las actualizaciones de los pronósticos de cerca para ver qué zonas serán finalmente las más afectadas por las lluvias y tormentas.

Resumen semana 21-27/04

Dado que la incertidumbre en el pronóstico a más de una semana es muy elevada, resulta imposible decir con exactitud dónde y cuándo va a llover. Conviene tener en cuenta que estamos en primavera, una estación que meteorológicamente y climatológicamente es de transición: la cantidad de energía que recibimos del sol va en aumento y esto provoca una transición o cambio en la circulación atmosférica general, lo que hace que tengamos mucha más variabilidad en el tiempo observado. Es decir, que en esta época del año los pronósticos suelen ser muy variables con lo que sólo podemos describir de manera general qué tiempo va a hacer. La tendencia general para esta semana será de tiempo ligeramente más frío de lo normal en amplias zonas de la Península, sobre todo en el interior y oeste.

En el resto, se esperan temperaturas normales para la época. En cuanto a las precipitaciones, las últimas actualizaciones de las tendencias indican que tendremos tiempo algo más seco de lo normal en la mitad sur peninsular, con algunas excepciones en el cuadrante sureste, donde la tendencia sería normal, y además tendremos lluvias normales para la época en el resto, siendo ligeramente superiores a lo normal en el litoral norte peninsular. Sin embargo, como he mencionado anteriormente, esta época del año es de gran variabilidad, con lo que las zonas con tendencia de lluvias superiores a lo normal podría variar con las actualizaciones de los modelos.

Esperamos que esta previsión os sea de utilidad. ¡Feliz Semana Santa!

Referencias

• Blog Meteoclim: ¿Qué tiempo hará en Semana Santa de 2023 en España?

En una entrada anterior de nuestro blog, analizamos de manera breve en qué consistía la inestabilidad atmosférica y qué elementos eran clave para distinguir si el tiempo que observamos era soleado, agradable o estable, o bien desapacible, lluvioso, tormentoso o inestable. Recuperamos esta temática en una segunda parte para analizar con algo más de profundidad otros elementos clave necesarios para observar tiempo lluvioso o tormentoso.

Líneas de convergencia

Una línea de convergencia es un espacio en forma de línea donde el aire converge. Cuando dos masas de aire son empujadas por vientos de diferentes direcciones, estas chocan y se ven forzadas a ascender. Las características de los vientos, la dirección de donde proceden y de la región donde soplan son claves para el análisis del tiempo observado.

En las regiones mediterráneas, es muy común que durante la primavera, verano y otoño soplen brisas costeras, producto de la diferencia de temperaturas entre el mar y la tierra. En la época cálida, la tierra se calienta mucho más que el mar, fomentando una diferencia de temperaturas muy elevada que hace que el aire en contacto con la tierra sea menos denso y se eleve. Cuando el aire se eleva, deja un vacío que debe rellenarse, y para rellenarse, se genera una corriente de aire que va de mar a tierra. De esta manera se genera la brisa costera, que sigue un ciclo diurno.

Cuando la brisa costera avanza tierra adentro, puede encontrarse con vientos que proceden de otra dirección. Al encontrarse estos vientos, el aire se ve forzado a ascender. Si este aire, al ascender, se encuentra con unas condiciones de temperatura y humedad adecuadas, formará nubes y si existen condiciones de inestabilidad en forma de vaguada, DANA, o frente, acompañados por suficiente CAPE, se podrán formar chubascos y/o tormentas.

Ascensos de aire por orografía

La orografía es un factor clave a la hora de analizar la inestabilidad atmosférica. El lector que viva en la montaña o sea un aficionado a ella, sabrá perfectamente que el tiempo en la montaña se puede complicar muy rápidamente. Cuando una masa de aire se encuentra con una cadena montañosa, se ve obligada a pasar por donde puede: por los recovecos libres de espacio que quedan entre montañas, o bien ascendiendo por las laderas. Este ascenso de aire por las laderas de las montañas se conoce como ascenso de aire orográfico.

Si las condiciones atmosféricas lo permiten, el ascenso de aire por la ladera de una montaña facilita la formación de nubes. Para ello, es necesario que el aire, al ascender, alcance su punto de saturación o altura a partir de la cual éste comienza a condensarse (nivel de condensación por ascenso). Al alcanzar este punto, todo depende de las condiciones de temperatura y humedad en altura.

Si la temperatura del aire alrededor del que se va elevando va descendiendo y persisten las condiciones de alta humedad, ocurre algo parecido a lo que @DuncanWingen denomina en el tuit anterior ‘chimenea convectiva’: la formación de una nube de desarrollo vertical por presencia de una montaña. Esta es la expresión clásica de inestabilidad por ascensos de aire orográficos que incluso pueden acabar en la formación de chubascos y tormentas en presencia de un frente, una vaguada o una DANA.

Sin embargo, cuando la temperatura que rodea la masa de aire que asciende no cambia o asciende (inversión térmica), las condiciones de inestabilidad desaparecen, ya que existe una tendencia de la masa de aire a descender. Por este motivo, en invierno, cuando las condiciones son anticiclónicas, se forma inversión térmica, quedando el aire frío estancado en la superficie, ya que es más denso, e impide su ascenso, formando en determinadas ocasiones cascadas de niebla.

Contenido de humedad

El contenido de humedad, combinado con factores de inestabilidad, es fundamental a la hora de analizar si el tiempo será lluvioso o tormentoso. Sin la humedad suficiente, las nubes no se pueden formar ni desarrollarse. El contenido de humedad en la atmósfera consiste en la capacidad que tiene el aire de almacenar agua. Si esta capacidad está a punto de llegar a su tope, significa que el aire o la masa de aire analizada está saturada de humedad. En cambio, si esta capacidad es muy baja, la masa de aire que estamos analizando tiene un contenido muy bajo de humedad.

Existen varias formas de analizar cuál es el contenido de humedad en la atmósfera. Una de estas maneras es mediante la observación en tiempo real de las imágenes de satélite a través del canal de vapor de agua. Este canal de satélite es una manera muy visual de observar las estructuras atmosféricas más comunes y el contenido de vapor de agua que aportan: frentes, borrascas, o DANAs, cuando la circulación se aísla del resto de estructuras.

Para comparar la observación del contenido de humedad mediante imágenes de satélite, se puede utilizar la previsión de la humedad relativa a diferentes niveles de altura. Esta previsión se calcula en los modelos numéricos de previsión del tiempo. Los modelos de previsión numérica del tiempo calculan la humedad relativa a diferentes altitudes, para evaluar el contenido de vapor de agua en la atmósfera. En los modelos numéricos utilizados en Meteoclim, también se calcula esta cantidad.

Conclusiones

Para finalizar, podemos concluir que la combinación de diversos factores de las masas de aire determina cómo de inestable será el tiempo. Es complejo en ocasiones establecer una relación directa entre la inestabilidad atmosférica y su posible manifestación en forma de chubascos o tormentas, ya que aunque se den muchas condiciones favorables, nunca está del todo garantizada su observación. Esto se debe principalmente a los complejos procesos físicos que ocurren dentro de las nubes, conocidos como microfísica.

En particular, cuando se forma una nube de desarrollo vertical, su extensión suele ser mucho más pequeña que, por ejemplo, un frente nuboso con precipitaciones asociadas, con lo que los chubascos o tormentas suelen ser mucho más locales. Puede ocurrir también que el desarrollo de una nube vertical se vea frustrado por las condiciones atmosféricas del momento, o que finalmente se desarrolle una tormenta en un lugar distinto al esperado.

Los procesos de formación de las nubes y en particular, las de desarrollo vertical, son extremadamente complejos de modelizar por el tamaño tan pequeño de las gotitas de agua y hielo del que están formadas las nubes y por ello su predicción es tan compleja. En general, estos son los ingredientes necesarios para observar tiempo inestable:

• Presencia de suficiente energía disponible para formar nubes de desarrollo vertical (CAPE)
• Poca energía de inhibición de nubes de desarrollo vertical (CIN)
• El paso de un frente o bien la presencia de una DANA
• Alto contenido de humedad atmosférica
• Presencia de una línea de convergencia o bien una cadena montañosa

La presencia de uno o más factores de los mencionados incrementa la posibilidad de observar nubes de desarrollo vertical y/o chubascos o tormentas. Estos factores son necesarios para hablar de inestabilidad atmosférica, pero no garantizan que finalmente ocurran estos fenómenos.

Referencias

• Blog Meteoclim: Cómo analizar la inestabilidad atmosférica (I)
• Twitter de Iván Domínguez Fuentes
• Twitter de Duncan Wingen

Presencia de vaguadas o DANAs

La presencia de vaguadas o DANAs durante la primavera, verano y otoño ayuda a que el aire obtenga más facilidad para ascender, condensarse y formar nubes de gran desarrollo. Estas estructuras atmosféricas disparan el desarrollo de nubes. En su seno, se cuela aire frío en altura de origen polar que producen fuerzas de ascenso de las parcelas de aire. Esto se produce por el contraste con las temperaturas elevadas en superficie y las condiciones adecuadas de viento, humedad y temperatura en diferentes alturas. En esta entrada de nuestro blog encontrarás más información sobre estas estructuras meteorológicas.

En los últimos tiempos, los medios de comunicación se han hecho eco del término DANA, asociándolo siempre a un fenómeno catastrófico que causa «muerte y destrucción» allá por donde pasa. Esto es completamente falso. La DANA o Depresión Aislada en Niveles Altos es un simple término meteorológico para describir una estructura de masas de aire que se ha aislado completamente de la circulación general atmosférica. Es decir, que no todas las DANAs tienen las mismas características y no siempre se producen tormentas fuertes en su presencia. Hacen falta otros muchos factores meteorológicos para conseguir que se produzcan precipitaciones torrenciales como las que provocaron las tormentas asociadas al vídeo mostrado más arriba.

Presencia de frentes, borrascas, bajas

A diferencia de las vaguadas o DANAs, las borrascas son estructuras que según sus características presentan uno o varios frentes bien definidos y además pueden estar acompañadas de viento fuerte en superficie. La mezcla del aire en presencia del frente asociado a una borrasca es también una fuente de inestabilidad que puede traducirse en aguaceros y tormentas, además de posibles rachas de viento fuertes.

Sin embargo, no siempre es suficiente la presencia de una DANA, vaguada o borrasca para que se produzcan chubascos y tormentas. Es decir, DANA o borrasca no siempre es sinónimo de chubascos y tormentas. Son necesarios varios ingredientes para que la receta meteorológica sea efectiva. Entonces, ¿qué puede decirnos que tenemos la receta completa?.

Variables que nos permiten medir inestabilidad

CAPE

Estas siglas aluden a Convective Available Potential Energy o, traducido al castellano, Energía Potencial Convectiva Disponible y se expresa en J/kg. Se calcula en todos los modelos numéricos de predicción del tiempo. En Meteoclim calculamos esta variable para analizar el grado de potencial de inestabilidad atmosférica. Consiste en la energía disponible que una parcela de aire en ascenso libre puede utilizar para convertirla en convección. La convección es un tipo de transferencia de calor en un fluido que está separado por dos superficies a distinta temperatura. En el caso de la atmósfera, esta transferencia de calor va siempre desde la superficie hasta las capas más elevadas de la troposfera, ya que la superficie terrestre está más caliente que el aire situado por encima.

La manifestación más común de este tipo de energía se puede ver en las nubes de desarrollo vertical, tales como los cumulus o cumulonimbus, aunque existe convección atmosférica sin necesidad de que se formen nubes. Es decir, la convección se produce también en ausencia de nubosidad. Cuando esto ocurre, el aire asciende sin que se produzcan procesos de condensación, de manera que esta transferencia de calor se produce a través de corrientes verticales. Estas corrientes verticales se denominan térmicas.

Cuando en el proceso de ascenso de la parcela de aire se produce convección y a la vez se producen fenómenos de condensación, se libera otro tipo de energía, el calor latente contenido en la nube, energía que se emplea para formar la nube, a la vez que ésta asciende, dotándola de un aspecto esponjoso o en forma de coliflor.

En general, valores de CAPE menores que 1000 J/kg representan inestabilidad débil, mientras que valores entre 1000-2500 J/kg representan inestabilidad moderada. Valores entre los 2500-4000 J/kg significan fuerte inestabilidad y CAPE por encima de 4000 J/kg indica inestabilidad extrema (fuente: weather.gov).

Estos umbrales pueden resultar ambiguos, pero suelen referirse al grado de organización que pueden llegar a tener las tormentas, si se forman. Con inestabilidad débil, es esperable, con las condiciones adecuadas, la formación de tormentas aisladas y de poca duración. Con inestabilidad moderada, aumenta la posibilidad de formación de tormentas de mayor entidad y con un grado de organización mayor, pudiendo viajar en conjunto. Con inestabilidad elevada o extrema es muy probable la formación de tormentas con un grado de organización muy elevado, viajando en conjunto y con alta probabilidad de fenómenos severos, tales como granizo grande, rachas de viento muy fuertes, abundante aparato eléctrico y, si las condiciones son propicias, formación de tornados.

CIN

El CIN, o Convective Inhibition (en castellano Inhibición Convectiva) consiste en la energía que una parcela de aire ascendente necesita para poder alcanzar la altura a partir de la cual puede ascender de manera libre y sin ningún impedimento. Tiene las mismas unidades que el CAPE y a diferencia de éste, se expresa en valores negativos, además de que puede considerarse como el némesis del CAPE. Si una parcela de aire asciende en los primeros centenares de metros de altura y su temperatura resulta ser menor que la de su entorno, significa que está atravesando una capa de aire que le impide ascender, ya que la diferencia de temperaturas entre la parcela de aire ascendente y el entorno es negativa.

Si la diferencia de temperaturas entre la parcela de aire y el entorno resulta ser negativa, la burbuja de aire se verá obligada a descender. En este caso, es necesario que se produzcan otros factores físicos que ayuden a la burbuja de aire a ascender y superar esa capa de aire que le impide elevarse. Estos factores físicos son conocidos como mecanismos de disparo, ya que ayudan a disparar la convección, haciendo que dicha burbuja o parcela de aire pueda superar ese tapón de aire que le impide ascender libremente.

En la próxima entrada del blog os desvelaremos más claves sobre parámetros de inestabilidad.

Referencias

• Blog meteoclim: DANAs y gotas frías: ¿qué son exactamente?
• Mapas con frentes de AEMET
• Blog Meteoclim: Meteorología para principiantes (II)
• Blog Meteoclim: Meteorología para principiantes (III)
• Duncan Wingen: Los Secretos de los Cumulonimbos
• Weather.gov

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

¿Qué es el radar meteorológico?

El radar meteorológico es un instrumento de grandes dimensiones que consta de una torre de entre 5 y 10 metros de altura en la cual hay acoplada una cúpula esférica cubierta de color blanco. Dentro de esta cúpula se encuentran varios elementos (antena, conmutador, emisor, receptor,…) que conforman el propio radar.

El propio circuito de funcionamiento del radar permite conocer de forma estimada la distribución e intensidad de las precipitaciones, ya sean en forma sólida (nieve o granizo) o en forma líquida (lluvia). Esto es fundamental para la monitorización y vigilancia meteorológica, sobre todo en las situaciones más delicadas, tales como tormentas muy intensas o situaciones de lluvias torrenciales, en las cuales existen bandas de lluvia muy intensa y estacionaria, es decir, cuando se acumula mucha cantidad de precipitación en muy poco tiempo en un mismo lugar.

¿Cómo funciona el radar meteorológico?

El principio de funcionamiento del radar meteorológico se basa en disparar haces de radiación de tipo microondas. Estos haces o pulsos de radiación se emiten en forma de varios lóbulos que viajan a través del aire. Cuando el pulso encuentra un obstáculo, parte de la radiación emitida se dispersa en todas direcciones (scattering) y parte de ella se refleja en todas direcciones. La parte de radiación que se refleja y viaja en dirección al radar es la señal final que recibe.

El proceso anterior se repite siguiendo un recorrido. Dicho recorrido consiste en realizar varios pulsos de radiación situando en primer lugar la antena del radar a un determinado ángulo de elevación. Una vez fijado el ángulo de elevación de la antena, ésta comienza a girar sobre sí misma. A medida que la antena gira sobre sí misma, se van lanzando pulsos de radiación. Una vez la antena ha finalizado el recorrido, se procede a realizar el mismo procedimiento elevando la antena un determinado ángulo y así seguido para un determinado número de ángulos de elevación. Así se obtiene el denominado volumen polar de datos de radar: un conjunto de datos de radar tanto en superficie como en altura.

El resultado de todo este proceso se denomina escaneo del espacio y tarda aproximadamente 10 minutos en completarse. Los pulsos de radiación emitidos tienen la particularidad de que es necesario que sean muy energéticos, ya que la gran mayoría de la energía emitida se pierde y sólo se recibe señal de una muy pequeña parte de ésta.

En cada escaneo del espacio se obtiene una imagen que debe procesarse para poder utilizarse de forma operativa. Este procesamiento de imagen incluye varias correcciones, entre ellas, la eliminación de la señal espúrea producida por la orografía, es decir, la eliminación de señal falsa (no correspondiente a precipitación) originada por las cadenas de montañas. De todo el proceso explicado anteriormente se genera una imagen que muestra el campo de la reflectividad del radar. La reflectividad es la magnitud que mide la contribución de energía electromagnética en dirección al radar de cada una de las gotitas de agua.

Traducir el radar

Probablemente el punto anterior haya generado algo de confusión. Si el radar sólo mide la reflectividad, ¿cómo se mide toda la lluvia que cae? ¿El radar meteorológico no mide lluvia?

La respuesta a la última pregunta es no. El radar meteorológico no mide la lluvia de forma directa. Este instrumento hace una medida indirecta de la intensidad de precipitación. La intensidad de precipitación es la cantidad de precipitación que se produce durante un intervalo de tiempo determinado. Cuando el haz del radar (pulso electromagnético) interacciona con las gotitas de lluvia, nieve o granizo, parte de la radiación emitida se refleja en dirección al radar. Cuanto más grandes son las gotitas de agua, mayor radiación (o señal) recibe el radar.

A través de diversas aproximaciones matemáticas, se puede estimar una relación que traduce la señal del radar meteorológico (reflectividad) a intensidad de precipitación. Esta relación matemática se conoce como relación Z-R.

Algunos problemas del radar meteorológico

El radar meteorológico es un instrumento muy delicado y necesita un mantenimiento especial muy costoso. En Meteoclim, hemos desarrollado algoritmos que tratan la mayoría de problemas de señal del radar, además de un sistema de predicción del movimiento de la reflectividad, denominado nowcasting de radar. A pesar de que el mantenimiento ayuda mucho a reducir errores, pueden surgir otros problemas que afectan a su buen funcionamiento. En nuestra entrada La propagación anómala del radar encontrarás los posibles problemas que suele tener el radar meteorológico. ¡Échale un vistazo!

Referencias

• Meteoglosario de AEMET: radar meteorológico
• Meteoglosario de AEMET: reflectividad radar
• Para saber más sobre el radar meteorológico: Trabajo de Fin de Máster de Iván Domínguez
• Centre de Recerca Aplicada en Hidrometeorologia

Predecir el tiempo

La predicción meteorológica tiene sus orígenes en la propia observación. A partir de la observación, se intuyen ciertos patrones que se van repitiendo, pero realmente es la necesidad de saber, la curiosidad y la pasión por esta ciencia la que ha hecho que tengamos grandísimos avances a nivel de predicción del tiempo. Antiguamente no existían los ordenadores, de manera que la predicción meteorológica se basaba simplemente en algún tipo de creencia (normalmente de carácter religioso o divino) o en algún tipo de evento astronómico periódico. Con los avances actuales, tenemos una gran cantidad de información sobre predicción muy valiosa y, en general, fiable.

En Meteorología para principiantes (III) habíamos mencionado que, según los tipos de nubes que observemos, se puede intuir qué tiempo va a hacer en las próximas horas. Esta información resulta, en muchas ocasiones, insuficiente para saber qué está ocurriendo en la atmósfera. Los modelos numéricos de predicción del tiempo ayudan a desvelar los procesos físicos que ocurren en el aire.

Un modelo numérico de predicción del tiempo consiste en un conjunto de ecuaciones físico-matemáticas conectadas entre sí y simplificadas que se resuelven mediante el cálculo numérico realizado por potentes superordenadores. Debido a que las ecuaciones que rigen la física atmosférica están simplificadas, la solución acaba siendo una aproximación a la realidad. Además, existen varias fuentes de error procedentes de dicha simplificación, errores de tipo observacional, errores de tipo computacional, etc…, que hacen que los modelos meteorológicos no sean perfectos.

Un detalle importante que debemos remarcar es que las ecuaciones que rigen la física atmosférica son no lineales y caóticas, es decir, que su solución no se puede obtener a través de cálculos hechos a mano, si no que se necesitan ordenadores muy potentes para resolverlas. El hecho de que sean caóticas tiene que ver con la naturaleza de dicho sistema de ecuaciones. Un pequeño error en las condiciones en las que se inicializa (o ejecuta) el modelo provoca que, a medida que el tiempo de simulación aumenta, dicho error se vea amplificado notablemente.

Saca el predictor que llevas dentro

¡Es hora de sacar el predictor que llevas dentro! En esta sección, te explicamos de manera breve qué tipos de modelos numéricos de predicción existen y cómo utilizarlos.

Modelos de predicción globales

Este tipo de modelos resuelven las ecuaciones físico-matemáticas de la atmósfera para toda la Tierra. Es decir, se basan los cálculos dividiendo el planeta en pequeños trozos y dividiendo el tiempo en pequeños intervalos. Esta división del espacio y del tiempo se denomina discretización. Cada porción de espacio y de tiempo utilizados para los cálculos se denomina resolución del modelo y para este tipo de modelos, no se pone ningún tipo de límite a nivel espacial. Es decir, todos los trozos de planeta están conectados entre sí. Un ejemplo de modelo de predicción global es el Global Forecast System (GFS) desarrollado por el Centro Nacional de Predicción Ambiental (NCEP en inglés).

Para comenzar, te recomendamos que consultes variables que resulten sencillas de entender. Por ejemplo, para principiantes, se pueden consultar los campos de temperatura, precipitación, presión y viento para diversas regiones del globo. Estos campos son muy útiles para ver de manera general qué tipos de sistemas meteorológicos están evolucionando y cómo pueden afectar a nuestra región.

Además de estos dos modelos, existe una versión alternativa que utiliza la predicción probabilística. Los modelos de predicción del tiempo son caóticos y una pequeña variación en las condiciones iniciales provoca grandes cambios en la atmósfera a largo plazo. Esto genera incertidumbre en las predicciones y la mejor manera de abordar la incertidumbre es construir campos de probabilidad de las variables meteorológicas (probabilidad de precipitación, viento, presión, temperatura por encima de un determinado umbral…). Tanto GFS como CEPPM usan predicciones probabilísticas para dar calidad a los pronósticos.

Modelos de predicción regionales

La diferencia entre un modelo de predicción global y uno regional se basa en la manera en que éste último está construido. Este tipo de modelos resuelven las ecuaciones de la física atmosférica en una región limitada del espacio mientras que los modelos de predicción globales resuelven el sistema de ecuaciones para toda la Tierra.

La ventaja que ofrecen este tipo de modelos es que se puede ver de manera ampliada la evolución de la atmósfera para una determinada región. Además, permiten simular determinados tipos de sistemas meteorológicos que los modelos globales no simulan correctamente, como por ejemplo, las tormentas. Este tipo de modelos se denominan también de mesoescala.

En meteorología, la mesoescala trata de clasificar los diferentes sistemas meteorológicos (tormentas, frentes, bajas presiones, altas presiones,…) que se desarrollan y que tienen una longitud de entre 10-1000 km. En Meteoclim hemos desarrollado nuestro propio modelo meteorológico a 1 km de resolución para diversas regiones de la Península Ibérica.

Con este análisis queremos concluir esta serie de entradas de Meteorología para principiantes. Esperamos que os haya sido de utilidad y que en el futuro estas entradas os sirvan también de guía de consulta básica rápida. ¡Nos vemos en la próxima entrada del blog!

La rutina del observador meteorológico aficionado

Condensar la cantidad de información meteorológica que se observa diariamente es, en la práctica, imposible de conseguir. La atmósfera sigue su propia rutina y como todas las rutinas, hay patrones que se van repitiendo. Creemos que la mejor manera de coger práctica en la observación meteorológica es seguir una serie de pasos en un orden determinado para poder entender cómo funciona la ‘rutina’ de la atmósfera.

En los siguientes puntos os resumimos una manera de observar el tiempo de forma rutinaria. No importa el momento en que se sigan estos pasos, cualquier momento es bueno para observar el tiempo:

1. Observa el cielo en una zona lo más despejada posible. Si esto no es posible, consulta las últimas imágenes de satélite. ¿Hay muchas nubes o pocas nubes? ¿De qué tipo son?
2. Consulta la red de estaciones disponible en tu región para ver la distribución de temperatura, humedad, viento y precipitación tanto para el momento actual como en las últimas horas para averiguar tendencias: ¿ha subido o ha bajado la temperatura? ¿Ha llovido? ¿Cómo ha variado la presión? ¿Ha hecho mucho o poco viento?
3. Analiza el mapa de frentes para el momento actual (análisis en superficie). La distribución de anticiclones, frentes y borrascas ayuda a entender la atmósfera actual.

Nota: las observaciones vía satélite ofrecen una gran variedad de productos. Te recomendamos que, además de observar con la vista, observes con satélite los denominados canales VIS (visible) durante el día e infrarrojo (IR) por la noche.

Probablemente surjan algunas dudas sobre los puntos anteriores. Observar el cielo siempre es necesario pero, ¿qué tipos de nubes hay? ¿Cómo se identifican? Os explicamos los tipos de nubes más comunes a continuación.

Tipos de nubes

Las nubes son la manifestación visual del aire que está saturado de humedad (100%) y por tanto, se condensa. Las condiciones ambientales de viento, humedad, temperatura y presión harán que las nubes evolucionen de una manera u otra. Por ejemplo, si el viento es fuerte, las nubes viajarán rápido y viceversa. Si hay mucha humedad ambiental, la tendencia de las nubes será a crecer o expandirse.

La primera persona en clasificar las nubes fue Luke Howard, gran observador y curioso del cielo. Gracias a él conocemos la estructura de los diferentes géneros nubosos.

Cualquier formación nubosa se manifestará en los primeros kilómetros de la atmósfera, la capa gaseosa que envuelve la Tierra. Las nubes se forman en la troposfera, la cual tiene una altura media de unos 10 a 14 km, en función de la latitud terrestre y tiene unas propiedades físicas (temperatura, presión, viento, humedad) que van variando con la altura. Estos son los principales tipos de nubes:

Nubes del piso bajo

Este tipo de nubes se forman en los primeros 2 km de la troposfera. Pueden tener una forma alargada, estriada u ondulada. Algunos ejemplos son: stratocumulus, stratus, nimbostratus. Suelen indicar humedad alta en superficie o en niveles bajos y son comunes en zonas de montaña.

Nubes del piso medio

Este tipo de nubes se forman entre 2 y 6 km de altura. Algunos ejemplos son altocumulus, altostratus, cumulus. Los altostratus son muy comunes con la llegada de frentes cálidos, mientras que los cumulus pueden indicar la llegada de chubascos y tormentas asociados a frentes fríos.

Nubes del piso alto

Son las nubes que aparecen a más de 6 km de altura. Algunos ejemplos son cirrocumulus, cirrostratus, cirrus o el cumulonimbus, este último la nube reina, que provoca aguaceros y tormentas y viene casi siempre asociada al paso de un frente frío.

El cumulonimbus es la nube que cuesta un poco más de clasificar, ya que su origen procede del cumulus, que tras pasar por diversas fases (humilis, mediocris, congestus) crece verticalmente desde niveles bajos (2-3 km) hasta alcanzar su fase final en el límite de la troposfera (10-12 km). El tope de esta nube, en su fase de madurez, acaba expandiéndose, formando el característico yunque.

Nota: en las descripciones anteriores intentamos dar una visión general de las nubes, su tipología más habitual y algunas pistas que pueden dar sobre el tiempo que va a hacer. Existen varios subgéneros y variantes para cada tipo de nube que no hemos mostrado aquí. Además, la meteorología está plagada de excepciones y los signos de ‘cambio de tiempo’ que muestran algunos tipos de nubes no siempre se cumplen.

Características de los anticiclones y borrascas

Por último, queremos descifrar la estructura de estos sistemas meteorológicos a través de las nubes que generan. De manera sencilla, se pueden enumerar las siguientes características:

Anticiclones

• Generan viento flojo y éste siempre circula en sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte, y viceversa en el hemisferio sur.
• En su interior gobiernan las altas presiones, es decir, presiones por encima del valor normal (1013 hPa).
• En función del valor máximo de la presión, se clasifican en anticiclones débiles (a) o anticiclones fuertes (A), caracterizados respectivamente por una alta presión relativa o por una alta presión.
• En invierno, las nubes asociadas son las típicas nieblas invernales (stratus) o los stratocumulus, además de las típicas temperaturas bajas que provocan heladas. También es posible encontrar nubes cumuliformes en su seno o cumulus de buen tiempo. En verano, averiguar la presencia de un anticiclón es tarea muy fácil, ya que provoca la ausencia prácticamente total de nubosidad y temperaturas elevadas.
• Raramente llevan asociados frentes.

Borrascas

• Generan siempre viento que circula en sentido contrario de las agujas del reloj en el hemisferio norte y viceversa en el hemisferio sur. Son los sistemas meteorológicos que pueden generar rachas de viento fuertes.
• En su ciclo de vida estándar tienen asociado uno o varios frentes cálidos, fríos u ocluidos.
• La intensidad del viento depende de lo profunda que sea la borrasca, es decir, depende de la presión mínima en su centro. También es importante su posición con respecto a otras borrascas o anticiclones.
• Al acercarse el frente cálido, predominan las nubes de tipo medio. Con el paso del frente cálido predominan precipitaciones de carácter débil a moderado y de forma continua.
• Al acercarse el frente frío, predominan las nubes de tipo cumuliforme, así como otras nubes de tipo alto, como los cirrus. Con el paso del frente frío se pueden producir precipitaciones irregulares pero intensas y acompañadas de tormenta, provocadas por cumulonimbus.

En la próxima entrada de nuestro seguiremos comentando más claves de Meteorología para principiantes y os desvelaremos algunas claves básicas de la predicción meteorológica. ¡Hasta pronto!

Referencias

• Observación en superficie y vía satélite: AEMET y EUMETSAT (sat24)
• Conoce más sobre los tipos de nubes y sus variantes: whatsthiscloud
• La Rioja Meteo
• Luke Howard
• Meteorología para principiantes (I)
• Meteorología para principiantes (II)

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