Periodos de retorno. Estación de Santander-Ojáiz (Cantabria). Parte III y final

José Luis Pelayo Arce
http://www.ojaizmeteo.net/ojaiz/ojaiz.htm
Palabras clave: periodos de retorno, estación, medidas, precipitación, viento, temperatura.

Nota de la RAM. Por su extensión, el artículo se ha dividido en varias partes que se irán presentando oportunamente. La dos primeras partes se pueden ver en:

• Periodos de retorno. Estación de Santander-Ojáiz (Cantabria). Parte I
• Periodos de retorno. Estación de Santander-Ojáiz (Cantabria). Parte I

Capítulo 5

Intensidades máximas de la precipitación

Se define la intensidad máxima de la precipitación como la cantidad máxima recogida en la unidad de tiempo, expresada en litros por metro cuadrado o en los milímetros de espesor que alcanzaría el agua caída sobre el suelo, suponiéndolo perfectamente horizontal e impermeable.

La mayor intensidad de la precipitación se registra en los chubascos. Es una precipitación fuerte y a menudo de corta duración que cae generalmente de nubes convectivas. Las gotas o partículas sólidas (sobre todo el granizo) de que constan son generalmente mayores que las correspondientes a otros tipos de precipitación.

Los chubascos están caracterizados por su repentino inicio y brusco final, generalmente con grandes y rápidas variaciones de intensidad y, con frecuencia, por la aparición de claros en el cielo: Rápidas alternancias de nubes oscuras y amenazantes (cumulonimbos) y claros de breve duración.

En el polo opuesto se sitúan las lloviznas cuya precipitación uniforme está constituida por finas gotas de agua que están muy próximas unas de otras y que por lo general se desprenden de nubes estratiformes cuando la base de éstas se encuentra muy baja con respecto al suelo.

Para la medida y el estudio de la intensidad máxima se utiliza el pluviógrafo, un pluviómetro que lleva incorporado un dispositivo de registro movido por un aparato de relojería, que va indicando la altura alcanzada por el agua precipitada a lo largo del tiempo.

En la página anterior se muestra el registro de un pluviógrafo. En las ordenadas “X” se muestran las horas del día y en las abcisas “Y” la cantidad de precipitación. A su vez las horas están divididas en unidades menores en tramos de 10 minutos. Se muestra el gráfico dejado por un chubasco que comenzó a las 20:50 y finalizó a las 21:00 horas, en el que cayeron 35 décimas de mm. La intensidad máxima se calcula mediante una regla de tres simple (35 * 6 /10), lo que nos da una cantidad de 21 mm/hora. Es decir: si la intensidad se hubiera mantenido constante, cada hora habrían caído, teóricamente, 21 litros por metro cuadrado.

5.1. Periodos de retorno de las intensidades máximas

Las observaciones de esta variable dieron comienzo en la estación de Ojáiz-Peñacastillo en el mes de Marzo de 1989. Tenemos por lo tanto 21 años de observaciones completas (exceptuando el año 2010) distribuidas en periodos de 10, 20, 30 y 60 minutos y en 2, 6 y 12 horas. El resumen de estos datos se muestra en la tabla siguiente:

NOTA: La unidad de medida de los valores mostrados en las columnas de 10, 20, 30 y 60 minutos, así como los reflejados en los periodos de tiempo de 2, 6 y 12 horas, es la de décimas de milímetro.

La intensidad máxima se obtiene de las cantidades reflejadas en la columna de 10 minutos, siendo la unidad de medida milímetros por hora. (86 * 6 / 10 = 51,6 mm/h

A continuación se muestran la tabla y el gráfico resumido de los datos analizados anteriormente:

Capitulo 6

Curvas de Intensidad / Duración

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En ocasiones no es suficiente el dato de que la precipitación máxima para un tiempo determinado más lluvioso, dentro de un periodo de retorno, ha sido de “X” mm. Es posible que en algunos casos se necesite conocer la evolución de ésa cantidad de precipitación a lo largo del tiempo. Para ello existen diversos procedimientos basados en las curvas de Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF).

Primeramente se debe confeccionar un gráfico que muestre la intensidad y duración que corresponda al periodo de retorno deseado o, también, una ecuación que refleje dicha curva. En cualquiera de los dos casos debe poder leerse gráficamente u obtener de la ecuación la intensidad de la precipitación para diversos incrementos de tiempo. En los registros del pluviógrafo ya tenemos establecidos los periodos de tiempo que oscilan entre 10 minutos y 12 horas; por lo tanto utilizaremos ésa escala de tiempo para elaborar la curva de intensidad y duración.

Los gráficos elaborados a continuación para los distintos periodos de retorno, y en función de los intervalos de tiempo señalados oficialmente para el análisis de las bandas del pluviógrafo, mostrarán la distribución de las precipitaciones producidas hasta un máximo de doce horas que pueden producirse en el periodo de retorno especificado.

Construimos primeramente una tabla donde se incluyen escala de tiempo, cantidad en décimas de milímetro, intensidad de la precipitación en milímetros/hora, la precipitación caída por intervalo y su incremento, así como el periodo de tiempo que se va a analizar.

En la cuarta columna calculamos la precipitación caída en cada intervalo. Por ejemplo: Si en 30 minutos (que es igual a 0,5 horas) llovió con una intensidad de 32,36 mm/hora, en media hora se recogieron: 32,36 * 0,5 = 16,18 milímetros. De igual forma se sigue el mismo proceso para todos los intervalos hasta 720 minutos (12 horas).

Para calcular la última columna (? de P), debemos suponer que dentro de los 60 minutos más lluviosos se encuentran también los 30 minutos más lluviosos y razonamos así:

• En los 60 minutos más lluviosos cayeron 19,36 mm
• Si en los 30 minutos más lluviosos cayeron 19,36 mm, en los restantes 30 minutos caerían: 19,36 – 16,18 = 3,18 mm.

Análogamente, calculamos el resto de la última columna obteniendo la precipitación caída

en los intervalos de tiempo especificados.

Al objeto de no extender innecesariamente este trabajo, tan sólo se analizarán los datos hasta un máximo de 30 años que, por otra parte, es el tiempo oficial estimado para los registros de precipitaciones.

6.1. Curva de valores extremos y medios de intensidad-duración

Tomando como referencia los valores extremos y la media de las intensidades máximas anuales, se ha elaborado la tabla siguiente, que más adelante se muestra por medio de un gráfico.

Conclusiones

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El clima de Ojáiz es húmedo, caracterizado por inviernos suaves y temperaturas poco altas en verano; hay contadas excepciones debido a la afluencia de vientos del sur (efecto Föehn) que hace subir las temperaturas obteniendo valores de temperaturas máximas muy elevadas. El número medio de horas de sol anuales, 1484,39, es moderadamente bajo. La precipitación media anual es de 1136,6 mm con un promedio anual de días de lluvia de 168. La máxima precipitación se registra en los meses de otoño, siendo entre éstos el mes de Noviembre el de mayor cantidad de agua recogida. El mes más seco está incluido en la época veraniega y corresponde a Julio con 50,8 L/m2 de media. Existe una probabilidad del 25% que las precipitaciones en la Estación de Santander-Ojáiz sean inferiores a 1028,7 mm; un 75% de que sean menores a 1229,6 mm y un 98% a que la cantidad de lluvia no supere los 1619,3 litros por metro cuadrado.

Las precipitaciones máximas en 24 horas anuales para los períodos de retorno de 10, 50, 100 y 500 años son de 78, 97, 105 y 124 mm/24 horas, respectivamente. Estos valores son inferiores a los registrados en la bibliografía del observatorio de Santander, al abordar en éste estudio una serie más corta que arranca en el año 1984. Estos valores superiores a 100 mm en 24 horas para un período de retorno de 75 años son de efectos catastróficos, pero no los podemos considerar como valores que no se puedan superar en períodos de retorno más cortos. Así, en Santander de alcanzaron el 3 de Julio de 1952, una precipitación máxima de 145 mm en 24 horas.

En la Estación de Ojáiz-Peñacastillo los episodios de lluvia máxima se dan entre los meses de Agosto y Diciembre y suelen ocurrir con motivo de situaciones atmosféricas de depresiones frías de evolución retrógrada. Los valores de precipitaciones máximas en el norte de la España peninsular son marcadamente inferiores a los del interior o vertiente mediterránea debido a la naturaleza y carácter de las precipitaciones. Así, el valor mayor registrado por AEMET en la zona cantábrica es el de Oiarzun (Guipúzcoa), con 313,5 mm en 24 horas el 14 de Octubre de 1953, lejos de los históricos 817,0 mm de Oliva (Valencia), el 3 de Noviembre de 1987.

Sí hay que destacar que aunque los volúmenes son inferiores, las redes fluviales, la tipología de los valles del litoral Cantábrico y los asentamientos cerca de los cauces, hace que los problemas por inundaciones en el litoral cantábrico provoquen grandes pérdidas.

Los valores de precipitación en intervalos inferiores a 24 horas evidencian más el riesgo y el carácter torrencial de las precipitaciones. Así, en cuanto a las intensidades máximas en mm/hora para los intervalos de 10, 20, 30, 60, 120, 360 y 720 minutos, obtenemos valores para un período de retorno de 30 años de 101.7, 88.17, 68.68, 41.43, 22.89, 11.26 y 7.44, respectivamente. Estos valores son muy elevados, evidenciando el peligro potencial de éstas intensidades máximas si consideramos que el valor más alto registrado en la España peninsular corresponde al observatorio del faro de San Vicente, con 114,9 mm/h, medidos el 13 de Julio de 1997 en Cantabria y los 103 mm/h registrados en el Observatorio Meteorológico de Igueldo (Guipúzcoa), el 1 de Junio de 1997. Estos datos ponen de manifiesto el carácter torrencial de las precipitaciones en la zona cantábrica, lo que unido a su singular fisiografía eleva el riesgo de inundaciones.

AGRADECIMIENTO

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Mi especial reconocimiento de gratitud para D. Javier Almorox Alonso, Doctor Ingeniero Agrónomo y Profesor Titular de la Universidad Politécnica de Madrid, por haberme permitido utilizar algunos de sus programas de Climatología; por sus orientaciones y correcciones a la hora de estructurar y redactar el presente estudio sobre los Períodos de Retorno de los datos de precipitación de la Estación de Santander-Ojáiz (Cantabria) y por haberse prestado amablemente a redactar el capítulo de Conclusiones que figura al final de este trabajo.

José Luis Pelayo Arce

Ojáiz-Peñacastillo (Cantabria)

Marzo de 2011