Bueno, con el permiso de los gurús me permito el lujo de publicar el siguiente artículo, ahora que estamos en época de tormentas y gotas frías y de que estoy en tiempo muerto en el curro.
Intentaré explicar en la medida de lo posible como saber de forma aproximada si en el día pueden formarse nubes, lloverá, será un día estable, la altura a la que se forman las nubes, etc. Por supuesto, acepto correcciones, críticas, insultos moderados, preguntas, halagos y peloteos. Por supuesto no acepto cortes y censura, je, je (es broma).
Para poder realizar dichas predicciones se utilizan los gráficos termodinámicos, también llamados
emagramas. Los valores contenidos en estos gráficos, son una serie de constantes, o mejor dicho, una serie de variables teóricas, valores constantes a una misma altura y luego se representan otros valores que son obtenidos mediante el lanzamiento de globos sonda. Estos globos sonda se suelen lanzar en estaciones meteorológicas concretas (p. ej. en Madrid-Barajas) a las 00 Z y a las 12Z (recordemos que Z es la hora zulú y para saber la hora que corresponde a la península, tendremos que sumar 2 horas en verano o una en invierno) aunque algunas estaciones lanzan un sólo sondeo.
Estos valores nos mostrarán las condiciones de una zona determinada, y pueden variar a medida que nos alejemos del lugar donde se realizaron las mediciones, aunque nos servirá para saber de forma aproximada el tiempo que va a acontecer, recordemos que la meteorología no es una ciencia exacta y se podrían hacer apuestas de cuantas veces acierta tal o cual predicción.
Existe una versión un poco mas simple de los emagramas, que son los
diagramas de Stüve en los que basaré el artículo, pero todo lo explicado es extrapolable a los emagramas. La plantilla con las variables teóricas es la siguiente:
En esta plantilla, podremos observar los siguientes valores.
• En el eje de ordenadas (coordenadas verticales) se representa la presión en hPa (hecto Pascales), que como ya sabemos (leer el manual para torpes) es una medida de altura, a menor presión, mayor altura. Además, en la parte derecha vemos su conversión a kilómetros.
• En el eje de abscisas (coordenada horizontal) se representa las medidas de temperatura en grados centígrados.
• De aquí, parten unas líneas verdes continuas, bastante finas, que representan las isotermas (zonas de igual temperatura) que son las líneas verticales, otras líneas también verdes y contínuas sólo que esta vez horizontales, que representan las isobaras (zonas de igual presión) y también otras líneas rojas continuas que representan la variación de temperatura teórica con respecto a la ganancia de altura, es decir, la
adiabática seca.
A las líneas verdes oblicuas se las conoce como las curvas de
adiabática seca. Se la define como la temperatura de una partícula en movimiento ascendente. Se podría definir como la temperatura que tendría la térmica en sus diferentes alturas. Su valor desciende del orden de 1ºC cada 100 metros, concretamente 0,98 ºC.
El término
adiabática hace referencia a la incapacidad que tiene el aire de calentarse directamente del sol. La única manera de calentar el aire es a través del calentamiento del suelo. Esto significa que las condiciones de temperatura en altura no suelen variar a lo largo del día, a no ser que las capas de aire inferiores o superiores las calienten o enfríen (básicamente es termodinámica).
• Las líneas rojas discontinuas representan la
curva de saturación, que no es ni mas ni menos que la disminución de la temperatura del punto de rocío de una partícula de aire en movimiento. La constante varía 0,18 ºC por cada 100 metros de ganancia en altura. A estas líneas también se las conoce como
equisaturadas y son necesarias para calcular las características de humedad en el ambiente.
Dependiendo de la temperatura, la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire puede ser mayor o menor. Este valor refleja los gramos de vapor de agua que se contienen por cada kilo de volumen de aire. Se puede observar que los valores van de 0,1 g/Kg a 40 g/Kg. Esa constante está también reflejada en el diagrama en las curvas de saturación. El número rojo que aparece al final de las curvas es el valor máximo de gramos de agua que puede contener un kilo de aire.
Seguro que alguno os preguntaréis que qué coño es el
punto de rocío. Pues no se trata de un punto de encuentro en cierta época del año de un lugar remoto de Huelva. El punto de rocío es la temperatura a la cual se debe enfriar el aire para no ser capaz de mantener toda la humedad que tiene, en otras palabras, si la temperatura ambiental baja del punto de rocío se condensaría la humedad y se formarían nubes o nieblas.
La
humedad relativa es la proporción entre la cantidad de humedad que tiene un volumen de aire y la máxima que podría admitir. Basándonos en el rango de valores anterior podríamos calcular el porcentaje de humedad relativa, sabiendo la humedad por kg de aire y la temperatura.
Por ejemplo, si a 1 ºC de temperatura, a nivel de superficie (1000 hPa), un kilo de volumen de aire contiene 2 gramos de humedad, podremos deducir fácilmente, según la tabla, que la humedad relativa es del 50%. Pero si ese mismo aire se enfría hasta los -8 ºC, la humedad relativa será del 100 % y se formarían nubes (en altura) o nieblas (en superficie).
• Las líneas continuas de color rojo representan la constante de la
adiabática saturada y que se define como la disminución de temperatura de una partícula en movimiento si la humedad relativa contenida en dicha partícula es del 100%. Saturación significa 100% de humedad. La disminución de temperatura teórica es de 0,6ºC por cada 100 metros de altura.
Este gráfico no es mas que una plantilla. Cuando se lanza la radio sonda, los valores que envía son representados en el diagrama y son los valores con los que podremos determinar si el día será estable o inestable y si va o no a llover, nevar, etc.
Como ejemplo, tenemos el siguiente diagrama del día 4 de junio de 1999 a las 12 Z (UTC=Z), para el aeropuerto de Madrid / Barajas:
Podremos observar que además de la plantilla, existen dos líneas negras, uno con trazado continuo y otra con trazado discontinuo. En otros diagramas, se muestran simplemente dos líneas de trazado continuo.
Bien, la línea con trazado continuo representa la
curva de estado real, es decir, la temperatura obtenida por la radiosonda en sus diferentes niveles o capas de altura.
El trazado discontinuo representa la
curva de estado saturado, es decir, los distintos puntos de rocío o lo que es lo mismo, la temperatura que debería tener el aire para que la humedad relativa alcanzase el 100%.
HUMEDAD RELATIVA
Una cosa que podemos apreciar de la observación de ambas curvas es que la separación entre ellas nos va a decir mucho sobre la humedad relativa del aire (cuanto más cerca estén una de la otra más humedad relativa habrá, si se juntan tendremos un 100%)
El que tengamos una humedad relativa del 100% no significa necesariamente que se vaya a producir la lluvia. Simplemente nos dice que el aire no soporta tanta humedad y ésta empieza a condensar en forma de nieblas en la superficie y de nubes más arriba
Para que se produzcan precipitaciones, este aire saturado necesita una fuerza convectiva para seguir subiendo y por un fenómeno conocido como colisión-coalescencia hace que las pequeñas gotitas de vapor se vayan uniendo unas con otras y por tanto aumentando su tamaño; llegará un momento en que el aire no pueda aguantar tanto peso y dichas gotas caerán en forma de lluvia o nieve.
INVERSIONES TÉRMICAS
Una cosa que puede llamar la atención es que no se utiliza en la parte baja el diagrama completo. Esto es debido a que el aeropuerto de Barajas se sitúa a una altura de unos 750 metros sobre el nivel del mar, lo que en presión se traduce a unos 950 hPa, que son los valores a partir de los cuales se empiezan a representar.
También, sin saber mucho mas, podremos ver fácilmente, que en la medición de temperaturas real, ese día en Barajas, a nivel de superficie había una temperatura de unos 20 ºC, que va descendiendo de temperatura de forma proporcional a la ganancia de altura, hasta que llegamos a los 840 hPa (1.600 metros), donde se observa una pequeña
inversión térmica, lo que significa que el aire es mas caliente que en las capas inferiores, hasta alcanzar los 830 hPa (1700 metros), una pequeña capa donde aumenta la temperatura 1 ºC.
Una vez se pasa esa inversión, vemos que la temperatura sigue disminuyendo, hasta llegar a los 100 hPa (16.000 metros) donde la temperatura es de -60 ºC. También, en la capa de los 190 hPa se observa otra inversión térmica que llega hasta los 130 hPa.
VIENTO
Como habréis podido observar, en la parte izquierda del diagrama podemos ver como existen unas líneas de color negro que se repiten (mas o menos) cada cierta altura. Estas líneas representan el
viento en altura y la dirección del mismo.
Se observa en el diagrama que a 700 hPa existirá un viento de 10 nudos de oeste. A 5.500 metros, el viento también es de oeste pero su intensidad es de 25 nudos. En cambio a nivel de superficie el viento es prácticamente nulo, pero soplará de norte. Sobre esto no voy a explicar mas ya que en el manual tenéis la explicación de como interpretar los símbolos que representan al viento.
INESTABILIDAD
Otra de las cosas que se pueden ver en estos diagramas son
capas de aire inestable, o
bandas de inestabilidad, que suelen ser capas de aire turbulento, que los que habéis volado en avión probablemente alguna vez os ha pillado, ya que el avión parece que tiene hipo y va dando saltos.
En general podremos decir lo siguiente:
Una
capa es
absolutamente estable si el cambio de temperatura (representada en la curva de estado o línea negra continua) con la altura es menor que la adiabática saturada.
Una
capa es
absolutamente inestable si el cambio de temperatura con la altura es mayor que la adiabática seca
Una
capa es
condicionalmente inestable si su curva de estado está entre la adiabática seca y la saturada. En este caso la estabilidad dependerá de si está más cerca de la zona saturada o no.
De forma gráfica podemos observar la inestabilidad de la siguiente manera:
Donde:
ELR es la curva de estado.
SALR representa la adiabática saturada.
DARL representa la adiabática seca.
El término
condicionalmente inestable indica que es posible que al iniciar el día las condiciones sean estables, pero al ir evolucionando, por ejemplo, cuando aumenta mucho la temperatura del suelo, las condiciones se pueden tornar inestables.
Si miramos nuestro diagrama, podremos observar que existe una capa completamente inestable que va desde la superficie hasta los 850 hPa.
Vemos como la curva de estado está en línea con la adiabática seca, por lo que podremos considerar que es completamente inestable mas que condicionalmente inestable.
ALTURA QUE ALCANZARÁN LAS TÉRMICAS
Una térmica es una masa de aire que es mas caliente que la masa de aire que le rodea, y por tanto, al ser el aire caliente menos denso que el aire frío, este aire tiende a subir.
Para saber hasta que altura subirá una térmica tendremos que realizar la siguiente operación.
Techo = ((Temperatura de disparo – punto de rocío) / 0,82) * 100.
Evidentemente la temperatura de disparo es la temperatura del aire. Así debemos saber cual es la temperatura que posiblemente se alcanzará a lo largo del día. Las dos temperaturas deben partir desde el nivel de superficie (1000 hPa).
Pongamos un ejemplo. Imaginemos que la temperatura de disparo es de 29 ºC. Según la fórmula, el techo de la térmica sería: ((29 – 7) / 0,82) * 100 = 2.683 (valor redondeado).
Debido a que el suelo de Barajas está situado a 750 metros sobre el nivel del mar, al valor obtenido habría que sumarle estos 750 metros, por tanto, la máxima altura que alcanzará la térmica será de 3433 metros.
Si no nos acordamos de los valores, siempre podremos recurrir al propio gráfico:
La línea de trazo morado que parte de la temperatura de disparo sigue la curva de la adiabática seca (línea verde continua que representa una disminución de temperatura a razón de un grado centígrado por cada 100 metros de ganancia de altura).
La línea de trazo morado que parte del punto de rocío a nivel de suelo sigue la curva de saturación (línea roja discontinua que representa una disminución de la temperatura a razón de 0,18 ºC por cada 100 metros de ganancia de altura).
El punto de intersección en el que se encuentran las dos líneas representa la altura máxima que alcanzarán las térmicas. Vemos que el valor coincide aproximadamente con el calculado, es decir, sobre los 3400 metros.
Esto, que a primera vista puede parecer una chorrada, nos indicará si se formarán o no nubes. Si la curva de saturación que parte del punto de rocío se cruza con la curva de la adiabática seca que parte de la temperatura de disparo antes de atravesar la curva de estado (recordemos que es la línea negra con trazado continuo), significa que no se formarán nubes. En caso contrario sí se formarán cúmulos y su base sería la altura en la que la curva de saturación lo atraviesa.
Este gráfico además, en el supuesto del ejemplo, mostraría una cosa curiosa, y es que aunque exista una capa de inversión térmica, el aire caliente seguiría ascendiendo. Normalmente una inversión térmica significa una
capa de bloqueo, de forma que la térmica terminaría su ascensión en el momento en que se la encontrase. Así que probablemente, la temperatura de disparo facilitada es mas alta que la temperatura de la capa de inversión.
Otra de las cosas que se pueden ver en un gráfico de este estilo es saber si se van a formar
estratificaciones y a que altura. Las estratificaciones son masas de aire muy húmedas. Para saber en que capas se formará debemos observar la curva de estado y ver por qué zonas está paralela a las curvas de saturación (líneas rojas discontinuas), en nuestro caso, la zona que va de los 120 hPa a los 100 hPa.
Evidentemente los cálculos para la obtención de estabilidad o inestabilidad del aire, así como para saber si se satura o no la atmósfera, e incluso saber si va o no a llover son un poco mas complejos que lo que aquí se ha expuesto. Esto sólo sirve como orientación de lo que va a acontecer, pero no como medida exacta.
PERO ¿ME VA A LLOVER?
Bueeeeno, vamos a ver. Para saber si existe probabilidad de que llueva o no llueva podemos utilizar los llamados índices de inestabilidad. Ahí van:
Indice de Showalter
Bien, la forma de calcular este índice es la siguiente:
• Desde el punto de la temperatura obtenida por la radio sonda (la temperatura real o temperatura marcada en el trazo continuo) a la altura de los 850 hPa, trazamos una línea que será paralela a la línea de la adiabática seca (al igual que hicimos para calcular la altura de las térmicas sólo que comenzando en la parte de los 850 hPa.
• Desde el punto de la temperatura de punto de rocío a la altura de 850 hPa trazamos otra línea que sigue a la curva de saturación.
• Llegará un momento en que estas dos líneas se crucen. Este punto se le conoce como
Nivel de condensación por ascenso o para los amigos
NCA.
• Bien, en esa intersección se debe trazar otra línea que sea paralela a la curva de la adiabática saturada hasta alcanzar los 500 hPa.
• Veamos en el gráfico las operaciones realizadas hasta ahora:
• Bien, para calcular el índice, lo que tenemos que hacer es restar la temperatura del aire a 500 hPa, con la temperatura obtenida en el trazado de líneas, en este caso -12 – (-21) =
9:
Bueno, pues como referencia, y según lo expuesto en otros apartados, no se contradice, ya que este índice indica que el día es completamente estable. Esta afirmación se basa en la siguiente tabla:
Valor >= 3 --> Día estable.
1 < Valor < 3 --> Existe la probabilidad de precipitaciones y es posible que se den algunas tormentas por la zona.
-3 <= Valor <= 1 Existe una alta probabilidad de que caigan tormentas.
-6 <= Valor < -3 La probabilidad de tormentas, además de ser muy alta, indican que serán muy violentas.
Valor < -6 Indica la probabilidad de que se formen tornados.
Indice de R.M. Whiting
Este es otro método sencillo de cálculo para saber si nos tenemos que llevar el paraguas o el parasol. Se realiza mediante el siguiente cálculo:
K = (T850 – T500) + Td850 – (T700 – Td700).
Donde,
T850 es la temperatura a 850 hPa.
T500 es la temperatura a 500 hPa.
Td850 es la temperatura del punto de rocío a 850 hPa.
T700 es la temperatura a 700 hPa
Td700 es la temperatura del punto de rocío a 700 hPa.
Y la tabla es la siguiente:
K < 20 --> No existe probabilidad de tormentas.
20 <= K < 25 --> Probabilidad de que se den tormentas algunas tormentas.
25 <= K < 30 --> Probabilidad de que se den tormentas que estén ampliamente dispersas entre sí.
30 <= K < 35 --> Probabilidad de que se den tormentas dispersas entre sí.
35 <= K --> Probabilidad de que se produzcan numerosas tormentas.
En nuestro ejemplo:
K= (T850 – T500) + Td850 – (T700 – Td700) = (12 – (-12)) + (-5) – (4 – (-13)) = 24 – 5 – 17 = 2
Volvemos a confirmar que no existe probabilidad de tormentas.
Existen otros índices para calcular la probabilidad de tormentas o lluvias, pero son mas complicados. En cualquier caso, si alguno estáis interesados, os dejo este interesante link [
www.tutiempo.net] del que he sacado la forma de calcular estos índices.
VALORES DEL DÍA
En los siguientes enlaces podréis ver los valores calculados del día:
[
weather.uwyo.edu]
Este primero es de la universidad de Wyoming. En los campos de selección, tendréis que seleccionar el continente, el tipo de de dibujo, que para un diagrama de Stüve se puede elegir entre “GIF:Stuve” ó “PDF:Stuve”, y luego la fecha y hora del sondeo.
Una vez seleccionados los datos, pinchamos en la estación méteo mas cercana y el diagrama aparecerá. El formato del gráfico no tiene el mismo formato de cuadrícula que se muestra en este artículo, pero los valores son los mismos y la funcionalidad la misma.
También se pueden obtener los valores numéricos de una tabla y realizar el gráfico por nuestra cuenta.
Otra de las cosas que se pueden ver en esta excelente página, es un mapa en el que viene calculado el índice K (R.M. Whiting) de todas las estaciones de radio sondeo, representado por números rojos. Un ejemplo del 12/09/2006 (día tormentoso):
Vemos que para Madrid, Alicante y Baleares los índice son 32 y 31, es decir, según la tabla, existe la probabilidad de que se den tormentas dispersas, como efectivamente así ha sido.
Para llegar a esta opción tenéis que pinchar en el menú MAPS (en la parte superior derecha), en las opciones hay que quitar la selección de “Analisys”, pinchar la opción Lifted/K Indices, seleccionar el día y la hora, también seleccionar el continente y por último pulsar el botón GET MAP.
Otro sitio donde se facilitan diagramas de Stüve con valores diarios es el siguiente:
[
www.tutiempo.net]
Aquí nos aparecerá un cuadrín arriba para seleccionar entre varias opciones. Pincharemos en Sondeos. Y nos aparecerá otra página en la que nos pregunta que previsión queremos consultar, 00z, 12z, 15z, 18z ó 21z. También nos pregunta por el formato, en nuestro caso Diagrama de Stüve. Lo siguiente que pregunta es el código de la estación meteorológica. Para Madrid es LEMD. Si no la sabemos pincharemos en el link de al lado y de ahí obtendremos el código. Por último, elegiremos el color de fondo, yo particularmente lo veo mejor con el fondo negro, y le pulsamos al botón para ver los datos y a realizar el pronóstico.
Que como se puede observar tiene otro formato distinto. El formato no está estandarizado, pero todos sirven para lo mismo.
Y por último deciros que no dejéis de visitar la página de metosort www.meteosort.com que la lleva un ilustre miembro de este foro.
Bueno, espero no haberos abrumado con tanto dato. Yo he de confesar que hasta que entendí todo esto me llevó su tiempo y aún así sigo teniendo que tirar de chuleta porque muchas cosas las olvido de una vez para otra.
Decir que estos gráficos sirven para calcular muchas cosas mas, si granizará, si existirán vientos racheados, etc., pero de momento sólo quería introducir (con el permiso de Silver) una breve descripción de lo que son los emagramas y para qué sirven.
Si estáis interesados, puedo hacer una segunda parte de este reportaje en el que ya explicaría los emagramas, que son mas completos y de los que se puede sacar mucha mas información.
SLDTS.
Editado 2 vez/veces. Última edición el 07/10/2006 12:00 por Freerider.
.......
) cual será la base de las nubes. ¿Me baso en el NCA o en el NCC?
