Vórtice Convectivo Mesoescalar de niveles medios-altos: VCM/MCV

Caso del 3 de septiembre de 2004

 

Francisco Martín León, meteorólogo

Artículo de noviembre 2004. Recuperado en octubre 2010.

Palabras clave: vórtice, niveles medios, convección, cizalladura, Vórtice Convectivo de Mesoescala, VCM, MCV.

 

Vórtice de niveles medios-altos de origen convectivo el 3 de septiembre de 2004 a las 15:50 UTC. Imagen NOAA. Ver texto para detalles

Introducción

Los MCV (Mesoscale/Middlevel Convective Vortex, en su terminología inglesa) son vórtices mesoescalares que tiene en su origen en la convección organizada previa y se desarrollan y evolucionan en niveles medios. Hay que hacer notar que en la abreviatura anglosajona sólo aparece una sola M y no dos: en la bibliografía se han encontrado las referencias de la M a niveles medios y, otras veces, a su origen mesoescalar, no existiendo el término MMCV como tal.

Estás estructuras suelen aparecer, a veces y bajo determinadas ocasiones, al final del ciclo de vida de sistemas multicelulares de grandes dimensiones y muy bien organizados. Estos vórtices no deben confundirse con los mesociclones embebidos en las estructuras supercelulares. Su origen, evolución y física son completamente diferentes a los asociados a los de las supercélulas.

Desde 1970 los investigadores y meteorologos, preferentemente en EEUU, han prestado mucha atención a estas estructuras de niveles medios que se caracterizan por la presencia de bandas espirales de nubes medias con claros signos de rotación resultantes de la disipación de un Sistema Convectivo de Mesoescala, SCM, previo.

Recordemos que un SCM es una estructura multicelular que, desde el punto de vista de satélite, se caracteriza por una amplia zona cirrosa muy fría que actua de escudo nuboso y que está generada por diferentes estructuras convectivas que poseen cierto grado de organización, tanto a nivel individual como colectiva. Estos hechos hacen que el ciclo de vida y su extensión espacial de los SCM sean superiores en uno o en dos órdenes de magnitud a la de una tormenta simple, de forma que pueden perdurar varias horas e, incluso, días. Poseen unas dimensiones espaciales del orden de cientos de km cuadrado. En la mayoría de los casos llevan asociadas precipitaciones intensas y tiempo severo en superficie (tornados, granizo, vientos intensos de origen convectivo).

Cuando estos SCM se observan por radares meteorológicos se aprecian dos zonas de ecos de precipitación bien diferenciadas que evolucionen con su ciclo de vida:

– Una zona convectiva caracterizada por intensos ecos de precipitación
– Otra área más o menos extensa de ecos ligados a lluvia más ligera o de tipo estratiforme.

Ambas zonas de lluvias, y ecos asociados, pueden evolucionar de diferente forma. En su fase inicial predominan los núcleos convectivos frente a la zona estratiforme. Un su fase de disipación la zona convectiva desaparece y queda un escudo o cubierta nubosa donde predominan las corrientes descendentes en niveles medios-bajos y ascendentes en niveles medio-altos.

Fue en 1981 cuando Jonhston E.C., observó y analizó 26 de estas estructuras de tipo usando imágenes de satélite GOES. Después de la disipación de algunos SCM en EEUU quedaba un residuo ciclónico en niveles medios, formado por bandas nubosas rotando alrededor de un centro ciclónico y que en la gran mayoría de los casos se movían con el flujo medio de la capa 500-700 hPa.

Posteriores estudios han confirmado su existencia en otros puntos del planeta. Su extensión y ciclo de vida, una vez que el SCM se ha disipado (o sea, ha desaparecido su área convectiva) suele oscilar entre los 50 y 300 km, pudiendo perdurar durante horas e incluso días, si las condiciones sinópticas son optimas.

Simulaciones numéricas y observacionales han demostrado que los MCVs se generan en la zona estratiforme de un SCM como consecuencia de la liberación de calor latente y los procesos de convergencia en dichos niveles, produciendo el efecto parecido al aumento de rotación de una patinadora al recoger para sí sus brazos cuando gira.

Su importancia radica en que son sistemas mesoescalares capaces de hacer disparar la convección, si otros factores e ingredientes existen y se acompañan de forma adecuada.

Trabajos climatológicos americanos han puesto de manifestó que los MCVs se desarrollan lejos de las zonas de influencia de las vaguadas en altura en regimenes de débil cizalladura vertical en niveles medios y, preferentemente, al oeste de las dorsales en altura.

En este pequeño reportaje presentamos la evolución de un vórtice generado en las cercanías de la península. Fue la fase final de un potente SCM que afectó el día 3 de septiembre de 2004 a las comunidades de Valencia y Cataluña. No se detallaran las condiciones que condujeron al desarrollo del SCM inicial del cual se derivo.

El caso del 3 de septiembre de 2004

Inicio

Las imágenes del día 3 a las 04 UTC nos muestran un SCM muy activo afectando a la zona mediterránea, como se puede apreciar en las siguientes imágenes de satélite y radar. Una DANA se situaba en estos momentos en el Golfo de Cádiz.


Imagen IR del día y hora señalada. Un SCM estaba afectando a ciertas regiones mediterráneas. Fuente Univ. Dundee.

Imagen IR coloreada para realzar los topes más fríos. Fuente SMC.

Imagen de WV del día y hora señalada. Las zonas secas (en negro) y húmedas (blanco) de niveles medios-altos quedan realzadas en esta imagen. Fuente Univ. Dundee.

Imagen radar mosaico nacional a 2.5 km de altura. Las intensidades estimadas de precipitación están en mm/h. Los ecos intensos y agrupados en línea están asociados al SCM. Fuente página del portal del INM.

Condiciones en niveles altos

Diferentes estudios de tipo climatológico señalan que los MCV tienden a formarse y persistir en su gran mayoría al oeste de las dorsales en altura en 500 hPa en el hemisferio Norte y lejos de la acción de las vaguadas activas en altura.

Mapa de 500 hPa. Análisis del modelo HIRLAM del INM a las 12 UTC del día 3 de septiembre de 2004. Zona enmarcada en rojo, corresponde con el área donde se formó y desarrolló el MCV. Fuente de la imagen INM

El sondeo de Barcelona

Sondeo de Barcelona del as 12 UTC y hodógrafa de la misma hora. Fuente SMC.

A las 12 UTC el sondeo de Barcelona nos muestra una escasa cizalladura vertical del viento en el estrato 700-500 hPa. La intensidad y la dirección de viento varían muy poco a medida que ascendemos en dicho estrato. Estos dos factores contribuyen a favorecer un entorno proclive al desarrollo y mantenimiento del MCV.

Fase MCV

Las siguientes imágenes mostraremos las primeras señales de la formación del vórtice en niveles medios-altos.

Hay que recordar que el flujo medio era del SW y trasladaba al SCM en fase de disipación hacia el Golfo de León. En este estado de cosas, a las 11 UTC comienza a aparecer una hendidura en el flanco trasero de la zona estratiforme facialmente apreciable en los datos de teledetección (satélite y radar) que van conformando una estructura ciclónica a medida que pasa el tiempo. Esta hendidura es signo evidente de este vértice que se refleja en las imágenes de WV, IR y VIS.

Modelo conceptual de evolución de algunos SCM a MCV apreciado en las imágenes IR de satélite. La hendidura en su flanco sur se va incrementando con el tiempo a causa del giro ciclónico que se genera en su zona estratiforme del sistema convectivo previó. La fase inicial se corresponde con el modelo superior, la fase final con brazos en espiral con la fase final. “C” indica el centro ciclónico de rotación.

Imagen de WV de las 12 UTC la muesca de l inicio de la fase de MCV ha comenzado a aparecer. Fuente Univ. De Dundee.

Ídem que en caso anterior pero para la imagen IR. Fuente INM.

Imagen mosaico nacional radar a 2.5 Km. de altura donde se muestran los ecos de precipitación en la península Ibérica. La supuesta zona convectiva ligada al SCM inicial ha desaparecido y una amplia zona de ecos estratiforme se aprecia en las cercanías de la costa gerundense. También la hendidura o bocado se observa en el flanco sur de los ecos de precipitación. Fuente de la imagen INM.

Imagen PPI (Plan Position Indicator) del radar de Barcelona del INM a 0.5º de elevación en modo reflectividad. La hendidura en el sistema de ecos de precipitación es llamativa en su flanco sur. Imagen del IMN.

Imagen NOAA compuesta por los canales VIS e IR del MCV sobre el Golfo de León del 3 de septiembre de 2004 a las 15:50 UTC. Obsérvese el centro de rotación y bandas nubosas espirales.

Conclusiones

En determinadas condiciones sinópticas los SCM en disipación generan una circulación ciclónica en su zona estratiforme que puede perdurar durante horas y que conforman vórtices ciclónicos de niveles medios–altos. Si las condiciones subsiguientes son favorables, estos sistemas pueden disparar nueva convección y desarrollar tormentas. En este ejemplo se ha realizado un análisis sencillo y eminentemente observacional de un vórtice de este tipo generado el 3 de septiembre de 2004 en el área peninsular.

 

Bibliografía recomendada

Bartels, D. L., and R. A. Maddox, 1991: Midlevel cyclonic vortices generated by mesoscale convective systems. Mon. Wea. Rev., 119, 104–118.

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Fritsch, J. M., J. D. Murphy, and J. S. Kain, 1994: Warm core vortex amplification over land. J. Atmos. Sci., 51, 1780–1807.

Johnston, E. C., 1981: Mesoscale vorticity centers induced by mesoscale convective complexes. M. S. Thesis, Dept. of Meteorology, University of Wisconsin–Madison, 54 pp.

Maddox, R. A., 1983: Large-scale meteorological conditions associated with midlatitude, mesoscale convective complexes. Mon. Wea. Rev., 111, 1475–1493.

Raymond, D. J., and H. Jiang, 1990: A theory for long-lived mesoscale convective systems. J. Atmos. Sci., 47, 3067–3077.

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Weisman, M.L. and C. Davis, 1998: Mechanisms for the generation of mesoscale vortices within quasi-linear convective systems. J. Atmos. Sci., 55, 2603-2622.


Animaciones de un MCV americano.

http://www.vets.ucar.edu/vg/MCV/index.shtml

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