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Autor Tema: Probabilidad de granizo y determinación del tamaño del mismo.  (Leído 1816 veces)

Desconectado alvaroliver

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    • Spain Storm Prediction
Son días y es época de gran inestabilidad atmosférica que propicia una gran actividad convectiva. Una época en la que hay que desempolvar los conocimientos sobre dicha actividad, sobre la termoconvección propiamente dicha. Me quiero centrar en el granizo, que como todos sabemos acontece en estas épocas.

Anticipar la probabilidad de granizo no es algo muy complejo, se puede deducir mediante una serie de procedimientos. El granizo es un fenómeno atmosférico ciertamente curioso y relativamente atípico, la propia sublimación que lo gesta ya es un hecho interesante al igual que el hecho de que ciertas tormentas generen granizo y otras no. Que unas tormentas generen pedruscos del tamaño de bolas de baseball y otras lo generen del tamaño de canicas es interesante, teniendo en cuenta, que aparentemente tienen la misma envergadura y el mismo "esqueleto" interno, aparentemente.

No es tan fácil, dicho sea de paso, predecir la probabilidad de granizo en puntos concretos, por no decir que es casi imposible, al igual que tampoco es fácil con las tormentas, hemos de adentrarnos pues en los entresijos de la "predicción probabilista".

El método que emplearemos (tal y como aparece en la página de MetEd) es en síntesis, la aplicación del nomograma de Fawbush-Miller (para predecir el tamaño de granizo si existiera) y un método basado en la observación de diversas tormentas en el Medio Oeste estadounidense que extrapolaremos (para hacerse una idea, ya que no debería ser extrapolable) con el fin de deducir la probabilidad de que se geste granizo.

Antes de esto, y como inciso, es importante tener en cuenta diversos elementos para predecir esta posibilidad, aparte del que emplearemos.

El granizo se forma por sublimación y por ello requiere de una gran corriente ascendente que impulse el vapor de agua desde las capas inferiores a las capas altas sin posibilidad de condensarse. Las corrientes convectivas pueden deducirse fácilmente a partir de la CAPE (Energía Potencial Convectiva Disponible).

Encontramos incluso una fórmula que puede determinar la velocidad de las corrientes convectivas a partir de este parámetro, expresada en metros por segundo:

V = √(2*CAPE) [m/s]

La fórmula da un valor aproximado debido a que desprecia otros muchos elementos de un sistema tormentoso, pero claramente deduce que la velocidad de las corrientes convectivas está muy relacionada con la proporción de CAPE que exista en el perfil. Y, puesto que la intensidad de las corrientes ascendentes está estrechamente relacionada con la gestación de granizo, la CAPE será un parámetro fundamental para la gestación del mismo.

Otro aspecto a tener en cuenta es la localización en el perfil del punto de congelación, es decir, el punto en el que la parcela de aire ascendente se torna a negativo, cuanto más abajo esté en el perfil, más probable será la presencia de granizo (pudiendo establecer los 650hPa como valor promedio).

El nivel de equilibrio, es decir, el nivel en que la parcela de aire ascendente deja de ascender al existir flotabilidad negativa (la temperatura interna es inferior a la externa) también es determinante, pues establece el límite vertical del cumulonimbo y cuanto más elevado sea mas prominente será este y más autonomía tendrán las corrientes convectivas ya mencionadas.

Para calcular el NE (e incluso la proporción de la CAPE en el perfil) podemos servirnos de un tópic que cree hace un par de años al respecto de la interpretación de radiosondeos: http://www.cazatormentas.net/foro/temas-de-meteorologa-general/como-interpretar-sondeos/msg594787/#msg594787

Es de igual manera importante tener en cuenta la cizalladura vertical del viento, ya que esta es capaz de "inclinar" las células convectivas y desligar por tanto las corrientes ascendentes de las descendentes impidiendo pues que estas últimas obstaculicen a las primeras. Un valor de cizalladura relativamente elevado es favorable para la predicción de granizo, pero una cizalladura intensa puede hacer que se desorganice la célula y se frustre su crecimiento.

Otro concepto a tener en cuenta es la "temperatura de bulbo húmedo" que suscribiendo lo que aparece en la página de MetEd es la temperatura a la que llega una parcela de aire que se enfría a presión constante debido a la evaporación del agua en la parcela. A esta temperatura la parcela se satura.

Pues bien, como hemos comentado, para la formación de granizo se requieren temperaturas inferiores a 0ºC en capas inferiores, por lo que si la temperatura de bulbo húmedo es de 0ºC en capas inferiores será favorable.

Nomograma de ocurrencia/no ocurrencia de granizo

Como dije anteriormente, aplicaremos un nomograma con una serie de observaciones de tormentas con y sin granizo del medio oeste estadounidense que sirve para hacernos una idea.
Se requieren una serie de procedimientos de relativa complejidad por lo que es conveniente tener el enlace anterior a mano.

  • Hay que calcular el NCC (Nivel de Condensación por Convección que solo tiene en cuenta el factor de la termoconvección), para ello nos haremos acopio del radiosondeo de las 14:00h de la ciudad de Barcelona de hoy día 17. Para calcular el NCC basta con partir desde la temperatura de rocío en superficie y ascender siguiendo paralelos a las líneas de razón de mezcla (líneas morada). El punto donde esta trazada interseque con la línea de temperatura será el NCC (en este caso situado en los 915hPa aproximadamente).

    Posteriormente hay que calcular el nivel en el que la temperatura alcance los 0ºC: el nivel de congelación (en este caso entorno a los 715hPa, que es una superficie claramente inferior en altitud a los 650hPa mencionados al inicio, lo que ya de por si es proclive para generar granizo).

    Una vez extraidos esta serie de datos del radiosondeo hay que restar al NCC el nivel de congelación (siempre valores de presión) obteniéndose así el espesor de la nube desde su base hasta el nivel de congelación y al resultado lo denominaremos como "a" que en este caso da un valor de 200.

  • Posteriormente hay que calcular el NE (Nivel de Equilibrio), para ello hay que calcular el NCA y el NCL (Nivel de Condensación por Ascenso y Nivel de Convección Libre respectivamente. Para calcularlo hay que trazar una línea que parta, como en el caso anterior, desde la temperatura de rocío superficial siguiendo la línea de razón de mezcla. A su vez hay que trazar otra línea que desde la temperatura de superficie ascienda siguiendo la adiabática seca (línea verde). El punto donde se corten ambas líneas será el NCA, una vez aquí hay que cambiar a la pseudoadiabática (ascender siguiendo paralelos a esta serie de líneas) al comenzar a liberarse calor latente de condensación, así pues, el punto donde la nueva línea corte con la línea de temperatura será el NCL.

    Una vez en el NCL hay que seguir ascendiendo siguiendo la pseudoadiabática hasta que lleguemos a una nueva intersección con la línea de temperatura, ese punto de intersección será el NE (en este caso en los 250hPa). Es interesante matizar que la región que queda entre esta línea que tracemos y la línea de temperatura corresponde a la distribución de CAPE en el perfil.

    Una vez obtenidos estos datos hay que restar al nivel de congelación el NE y ese valor se denominará "b" tratándose del espesor de la nube desde el nivel de congelación hasta el nivel de equilibrio o techo de la nube, que en este caso es de 465.

  • En término, solo queda dividir "a" entre "b" dándonos un valor de 0.430.


Queda situar este valor en el nomograma y tener en cuenta que la formación de granizo será más proclive si dicho valor se localiza en el lado inferior y derecho de la línea diagonal y que será menos proclive pues, si se halla en el lado superior e izquierdo de la misma (siempre con el inconveniente de que se trata de un nomograma confeccionado para el medio oeste estadounidense).


Como vemos, estamos ante un caso atípico, puesto que el nivel de congelación se localiza muy abajo en el perfil (715hPa) y el rango del nomograma únicamente abarca hasta los 690hPa, pudiendo deberse a que existe mucho aire frío en capas medias, aún así, el valor de 0.430 con ese nivel de congelación se halla en la parte derecha de la linea diagonal, por lo que existe/existía probabilidad de que granizara hoy en Barcelona y podríamos decir que en gran parte de Cataluña en general.

Una vez determinada la probabilidad (elevada probabilidad, fruto del bajo nivel de congelación y la proporción de CAPE) de que acontezca granizo, hay que aventurarse a determinar empíricamente cual podría ser su diámetro y para ello recurriremos al nomograma de Fawbush-Miller.

Este procedimiento cuenta con un mayor número de pasos a seguir y tal vez sea algo más complejo (que no debería teniéndose soltura sobre cómo calcular e identificar la distinta información que se pide).

  • En primer lugar hay que identificar el NCC (ya calculado: 915hPa) y la línea isobara en la que la temperatura de la parcela ascendente alcanza los -5ºC. En este caso la línea isobara (a la que llamaremos -5l, como bien se indica en la página de MetEd) se localiza entorno a los 675hPa
  • Desde el NCC trazaremos una línea que siga paralela a las líneas pseudoadiabáticas, siendo el punto donde interseque con la denominada línea "-5l" el punto "A"
  • Por otro lado, desde el valor de -5ºC [al que denominaremos punto "B"] (que se encuentra, obviamente, en la línea -5l de la que toma su nombre) descenderemos hasta el NCC siguiendo la adiabática seca y el punto donde corte con el NCC pasará a ser denominado como punto "C".

Una vez encontrados los puntos A (unos 2ºC), B (-5ºC) y C (unos 22ºC) pasaremos a realizar los siguientes cálculos básicos:

En primer lugar, realizamos la operación: A-B, que sería 2-(-5)= 7 (esta será la base en el nomograma).
Posteriormente realizamos la operación: C-B, que sería 22-(-5)= 27 (esta será la altitud en el nomograma).

Procedemos finalmente a localizar en el mencionado nomograma la posición que ocuparán estos valores, dándonos una aproximación del diámetro, en milímetros o pulgadas, del granizo que determinamos probable con el nomograma inicial.


Teniendo en cuenta que la base será de un valor de 7 y la altura de 27, el punto donde intersecan se localiza en un área en la que el tamaño previsto del granizo es de un diámetro (máximo) de unos 3.5/4cm.

Así pues, teniendo en cuenta el radiosondeo de Barcelona de las 12Z del 17 de junio de 2014, podemos afirmar que en la región (gran parte de Cataluña) existía probabilidad de granizo y si este aconteciese, en muchos casos (no en todos, obviamente) podría presentar un diámetro de 3.5/4cm.

Huelga decir que este procedimiento es muy laborioso si no estamos familiarizados con la localización de los distintos valores que hemos obtenido, como ya indiqué, y que al tomarse muchos de ellos sin extrapolación sobre el papel son aproximados... Pero permiten hacernos una idea de la probabilidad y tamaño del granizo si existiera probabilidad.

A estos nomogramas hay que añadir la información expuesta al principio (proporción de la CAPE, temperatura del bulbo húmedo a 0ºC, cizalladura...) para obtener así una previsión de este fenómeno más completa.
« Última modificación: Noviembre 06, 2016, 17:04:36 pm por alvaroliver »

 



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