Uso de la tropopausa dinámica y mapas de spaguetti para el estudio y seguimiento de las DANAs

 En primer lugar, describimos brevemente la dinámica de este fenómeno meteorológico. A una altura de unos 9000 m o 300 hPa existen intensas corrientes canalizadas que circunvalan la Tierra. La dirección que normalmente poseen estas intensas corrientes es zonal: fluyen de oeste a este rodeando a la Tierra y está limitado a un cinturón de latitudes medias.

En el hemisferio norte y en el lado izquierdo del chorro polar, o el lado que “mira” al polo Norte, el aire es relativamente frío (vórtice polar). En su lado más meridional el aire es más cálido que el del lado polar. Cuando el chorro, originalmente rectilíneo, se intensifica, se ondula y toma una componente norte-sur muy marcada, se puede generar un proceso de aislamiento y estrangulamiento de parte de esta circulación intensa.

Estas circulaciones se aíslan de la circulación general, se alejan de las zonas de origen y llegan a cerrarse sobre sí mismas.

En su estado de aislamiento completo (DANA) poseen una circulación ciclónica cerrada que se refleja en niveles altos y medios, digamos en 300 y 500 hPa. Estas estructuras conservan parte de las propiedades de la circulación que las originó: en su lado izquierdo tendremos un núcleo de aire muy frío en niveles medios, que contrasta con el aire más cálido en su lado derecho. A medida que su movimiento se hace más lento, la depresión, siempre y cuando sea intensa, se propaga hacia abajo y se ve reflejada en los mapas de 700 hPa: circulación cerrada y mínimo de temperatura en su seno.

Cuando el proceso llega hasta 850 hPa y superficie, a la DANA se le puede denominar borrasca fría aislada.

En muchas ocasiones, las DANAs adquieren un movimiento retrógrado (este-oeste) como la que nos afectará en los próximos días (27-31 de enero 2018)

1.- Uso de mapas que representan el nivel de la tropopausa dinámica

No nos debemos centrar sólo en el aislamiento de la bolsa de aire frío a 500 hPa, ya que una DANA se caracteriza además por su estructura tridimensional, ya que suponen un hundimiento de la tropopausa hacia niveles más bajos. Para identificar este hundimiento necesitamos realizar uso de la Vorticidad Potencial (VP). En la tropopausa (zona que limita la troposfera de la estratosfera), el gradiente de VP es muy fuerte debido a los altos valores de estabilidad estática existentes en la estratosfera. Por encima de la superficie de 1.5 o 2 UVP (unidades de vorticidad potencial), la VP aumenta muy rápidamente en el aire estratosférico.

La superficie con una VP de 1.5 o 2 UVP define la troposfera dinámica, la cual separa el aire troposférico del estratosférico en términos de VP (la definición clásica de tropopausa térmica se hace en función de gradientes de temperatura).

El modelo GFS nos ofrece este parámetro como se aprecia en la imagen siguiente prevista para los próximos días. En ella podemos distinguir las isohipsas con la altura en decámetros a la que estará situada la tropopausa dinámica. En la misma se observa como la DANA queda unida por una banda alongada de VP que son zonas de deformación con mínimos relativos de vorticidad ciclónica hasta que finalmente queda aislada y posteriormente es reabsorbida de nuevo por la corriente en chorro.

Nota de la RAM. Debido al tamaño de las animaciones hemos usado sus referencias en Twitter, donde se colgaron.

2.- Uso de Spaguettis

En este artículo aportamos además el uso de una técnica de ploteado de mapas meteorológicos denominado Spaguetti.

Son isolíneas que representan la altitud a la cual se localiza una superficie de igual presión. En este caso se muestran las isolíneas a 5600m de 500 hPa. En este caso aparecen representadas en líneas de colores la isolínea resuelta por el modelo del centro europeo de alta resolución (HRES) y la correspondiente a baja resolución. Esta última se perturba sus condiciones iniciales de partida en 50 ocasiones para obtener distintas posibilidades o escenarios de la misma con el fin de poder realizar una estimación de la incertidumbre acerca de su posición y con ello obtener una probabilidad de predicción. Así observamos que en los primeros días estas líneas se muestran muy próximas lo que nos indica una incertidumbre más o menos baja acerca de la posición de la DANA. A medida que transcurren los días, esta incertidumbre se incrementa.

Asociado a este ploteado, mostramos también la intensidad de precipitación prevista por el modelo determinista de alta resolución del ECMWF.

Como hemos comprobado, una DANA es algo más complejo que la visión sencilla de un embolsamiento de aire frío a 500 hPa, hecho que solía ser usado de forma habitual para su caracterización.

Fuentes:

Martín León, F. Las gotas frías/DANAs ideas y conceptos básicos. INM

Figura 1: Meteociel.fr

Figura 2 y 3: ECMWF

Juan Antonio Salado  @lalineameteo