Estudio de la ciclogénesis del Floora y sus consecuencias en el noroeste peninsular. 13-14 enero 2010
Juan Pablo González Cillero pablo.gonzalez(arroba)meteogalicia.esAlejandro Traveso Valiño alejandro.traveso(arroba)meteogalicia.esMeteoGalicia, Consellería de Medio Ambiente, Territorio e Infraestructuras. Santiago de Compostela. España.Palabras clave: ciclogénesis, Floora, borrasca profunda, baroclino, chorro, rachas de viento.Imagen del satélite MSG, Meteosat Second Generation, canal IR10.8, del día13 de enero a las 11:00h, hora oficial peninsular.
EL NACIMIENTO DE FLOORA
Durante los días 11-14 de enero de 2010, casi justo un año después de la formación de otra depresión bajo condiciones muy parecidas (Klaus), una intensa y profunda borrasca extratropical nació y evolucionó en mitad del Atlántico. En su recorrido a través del océano acabó afectando a gran parte del territorio peninsular, barriendo el mismo por las provincias Cantábricas de oeste a este y dejándose notar principalmente en la comunidad de Galicia y en las costas levantinas, con rachas de viento huracanadas, muy superiores a los 120km/h en algunos puntos, que ocasionaron innumerables destrozos, aunque por suerte “sólo” materiales. Desde el departamento de meteorología de la Universidad de Berlín se bautizó a esta perturbación con el nombre de Floora.
El ciclón extratropical Floora se formó mientras se desplazaba sobre las aguas del Atlántico desde la costa este de Estados Unidos, a unos 32º latitud norte y 65º longitud oeste, (figura 1), hacia la península Ibérica, durante los días 11-14 de enero, finalizando su trayecto el día 18 en el Mediterráneo más oriental, frente a las costas de Egipto. En un principio se trataba de un centro de bajas presiones en superficie, con un valor mínimo de algo menos de 1010 hPa, pero pronto se convirtió en una borrasca muy característica, muy distinta a las descritas por la Escuela Noruega, pues durante su recorrido apenas varió su latitud inicial (trayectoria muy zonal), fue muy rápido en desplazamiento y, en menor medida, en desarrollo y agonizó en una fase de madurez en forma de seclusión cálida, que es la fase final, normalmente intensa, de los ciclones clasificables dentro del modelo Shapiro-Keyser de la Escuela Americana(1). En este tipo de ciclones no es rara la presencia de vientos huracanados en la periferia del frente cálido que enrosca la seclusión (en nuestro caso al sur del centro de bajas presiones).
Esta potente borrasca se formó por la interacción de una masa de aire subtropical cálida con una masa polar fría, y del contraste entre las dos surgió el torbellino o vórtice. Este torbellino, que cada vez se iba haciendo más potente, en forma de espiral, pasó durante la madrugada y la mañana del día 14 por el norte peninsular, dejando como fenómenos meteorológicos más significativos los intensísimos vientos, generados por el fuerte gradiente de presión que se creó tras la profundización de la baja, el temporal en el mar y, en menor medida, las intensas precipitaciones asociadas. Posteriormente la borrasca fue disipándose lentamente en su camino por el Mediterráneo, conservando aún una moderada virulencia.
Figura 1. Imagen del canal visible del satélite GOES-Este del día 11-18Z, en la que se aprecia la aparición de la onda atmosférica de origen subtropical. Fuente: http://www.goes.noaa.gov/srcheast.html
ENTORNO SINÓPTICO
Las borrascas o ciclones extratropicales crecen y se desarrollan debido básicamente a la inestabilidad baroclina, generada por el fuerte gradiente horizontal de temperatura y la fuerte cizalladura del viento, tanto vertical como horizontal. Todas las borrascas o ciclones atlánticos sufren, en cierto modo, una ciclogénesis en su generación, desarrollo, profundización y mantenimiento. Su mínimo de presión en superficie va bajando durante la primera parte de su ciclo de vida.
En el específico caso de las borrascas con un desarrollo moderado o rápido (2), se precisan dos factores que deben darse al mismo tiempo sobre el área concreta, para interaccionar positivamente entre ellos, amplificándose y generando caídas de presión en superficie:
- Precursor niveles altos: vaguadas profundas o depresiones frías, chorro polar en el sector de divergencia de la salida de los vientos, máximo de advección de vorticidad ciclónica a 300 ó 500hPa, DANAs.
- Precursor niveles bajos: mínimos o senos depresionarios en capas bajas, bajas orográficas.
La situación que nos ocupa se desarrolla en un entorno de baja estabilidad, elemento fundamental para la formación de estos ciclones de latitudes medias, con fuerte contraste térmico y alto contenido de humedad en niveles bajos (figura 2).
Figura 2. Imagen del canal de vapor de agua, WV del satélite GOES-East del día 11-18Z. Fuente:
En la figura 3 podemos observar una pequeña ondulación de las isobaras al este de la costa norteamericana, que da lugar a un ligero mínimo de presión (precursor en niveles bajos) que se amplificará e inestabilizará con el tiempo (figura 4).
Figura 3. Análisis de la situación del día12-00Z, según el modelo GFS. En el círculo negro se marca la baja precursora en superficie. Fuente:
Figura 4. Análisis de la situación del día 14-00Z, según el modelo GFS. Fuente:
Como ya dijimos, en la misma zona existe una separación de dos masas de aire bien contrastadas, una fría polar al norte y otra cálida subtropical al sur, como podemos deducir de la figura 5, correspondiente al día 12 de enero a las 18Z, en la que se encuentra ya ligeramente ondulada.
Figura 5. Análisis de la situación del nivel de 850 hPa del día 12-18Z, según el modelo GFS. En el círculo azul vemos la onda cálida. Fuente: http://www.wetter3.de/
En la alta troposfera el chorro polar era intenso. En la siguiente imagen (figura 6), referida al día 13 de enero a las 00Z, apreciamos los intensos vientos al nivel de 300hPa, localizados sobre nuestras latitudes e interactuando con la depresión en superficie. Del mismo modo, vemos como el jet polar se muestra ligeramente bifurcado, factor que pudo ser determinante para que la baja no tuviera una profundización mayor y/o más rápida. En las imágenes del canal WV se diferencia muy bien la entrada de aire frío y seco desde la alta troposfera (aire descendente) por la parte trasera de la depresión. Este proceso contribuye a la forma asimétrica de la nubosidad del sistema y conlleva que las precipitaciones se sitúen al norte de la trayectoria del ciclón y los intensos vientos en su flanco sur (SW, S, SE).
La zona de salida del máximo de viento en su parte polar hará que se realcen las corrientes ascendentes y va a comenzar a profundizar la depresión. La ciclogénesis está en marcha.
Figura 6. Análisis del día 13-00Z. Imagen del WV6.2 del MSG con los contornos de las isotacas en el nivel de 300 hPa (amarillo y en m/s). La flecha roja señala la entrada de aire frío y seco descendente. Fuente:
Por último, destacaremos de la siguiente figura, correspondiente al día 12 de enero a las 18Z y en la que se superponen distintas variables a una imagen del canal WV6.2 del satélite MSG, las zonas con altos valores de advección de vorticidad positiva, precursoras de niveles altos.
Figura 7. Análisis del día 12-18Z. Se muestran los valores de advección de vorticidad positiva a 500 hPa (amarillo) y 300 hPa (naranja) y la presión en superficie (en negro y en hPa) sobrepuesta a una imagen WV de la misma hora. La flecha blanca señala la posición de Galicia. Fuente: http://www.satreponline.org
ANÁLISIS Y ESTUDIO DE LA SITUACIÓN
Ya desde comienzos de semana, o incluso durante el fin de semana del 9 y 10 de enero, los modelos intuían que algo anómalo podía ocurrir en la noche del día 13. Según algunos de ellos (Global Forecast System, GFS; Canadian Meteorologic Center, CMC), podíamos quedar bajo el radio de acción de un área de bajas presiones de reducidas dimensiones que se profundizaría en su recorrido por el Atlántico y pasaría prácticamente por encima de Galicia.
Lo primero que cabe destacar de este episodio de tiempo adverso es las grandes variaciones de los modelos de una salida a otra: iban reduciendo o aumentando la intensidad, pero lo hacían de manera brusca. Además, de entre todos los modelos que se pudieron consultar para analizar esta situación, no fue posible durante los primeros días encontrar un consenso entre ellos, siendo el que daba una solución más distinta al resto el desarrollado por el Centro Europeo para el pronóstico a medio plazo (con siglas en inglés ECMWF), según el cual, la baja sufriría un proceso de ciclogénesis no tan acusado, con mínimos de presión por encima de 995 hPa contra los menos de 985 hPa que pronosticaban otros y tomaría una trayectoria mucho más al sur que el resto, entrando por el centro de Portugal incluso.
Lo podemos comprobar en las siguientes figuras. Las dos primeras (figuras 8 y 9) corresponden a la pasada de las 00Z del martes día 12 de los modelos CMC y HIRLAM (High Resolution Limited Area Model), el primero utilizado sobre todo en tareas de predicción de ciclones tropicales, pero que no suele subestimar las presiones anormalmente bajas en el centro de la depresión.
Figura 8. Previsión efectuada por el CMC del día 12-00Z, válida para el día14-06Z. Presión en superficie. Fuente:
El modelo HIRLAM, que se alimenta de las condiciones iniciales y de contorno del ECMWF, era el que menos se ajustaba, en sus primeras pasadas, a lo que realmente sucedería.
Figura 9. Previsión efectuada por el HIRLAM el día 12-00Z, válida para el día14-00Z. Presión en superficie. Fuente:
Las dos siguientes imágenes (figura 10 y figura 11), corresponden a la pasada de las 12Z del martes día 12 de enero. Vemos como igual que en el ejemplo anterior, pero en este caso con las salidas de los modelos GFS y HIRLAM, sigue siendo este último el que no atisba ningún tipo de ciclogénesis susceptible de generar intensos vientos y sigue mandando la baja a latitudes más meridionales.
Figura 10. Previsión efectuada por el GFS del día 12-12Z, válida para el día14-06Z. Presión en superficie, Z500 hPa. Fuente:
Figura 11. Previsión efectuada por el HIRLAM el día 12-12Z, válida para el día14-00Z. Presión en superficie. Fuente:
Analizaremos ahora las pasadas del día 13-00Z del HIRLAM y GFS. Las figuras correspondientes son la 12 y 13, y en ellas observamos como el primero de ellos se ha ido ajustando poco a poco a lo que predecía desde un principio el segundo: que la baja pasaría mucho más al norte y sería más profunda. Sin embargo, con respecto a esta salida del GFS a tan sólo 24 horas de la ocurrencia del posible evento, el mínimo de presión en el centro de la baja no habría llegado a ser tan bajo como lo esperado en la anterior ejecución y, consecuentemente, los vientos no habrían sido tan enérgicos.
En este caso existe una discrepancia entre ambos modelos de a lo sumo 5 hPa.
Figura 12. Previsión efectuada por el GFS del día 13-00Z, válida para el día14-06Z. Presión en superficie, Z500 hPa. Fuente: http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html
Figura 13a. Previsión efectuada por el HIRLAM el día 13-00Z, válida para el día14-06Z. Presión en superficie. Fuente:
Por último, incluiremos la última salida del modelo HIRLAM, referida a la ejecución del día 13 de enero a las 12Z. El cambio es brusco y muy significativo, pues la sitúa incluso un poco más al norte y, lo que es más, le da a la baja un mínimo en su seno de 7 hPa menos con respecto justo a la anterior pasada: 990 hPa.
Figura 13b. Previsión efectuada por el HIRLAM el día 13-12Z, válida para el día14-06Z. Presión en superficie. Fuente:
Comprobamos, por lo tanto, como la predicción meteorológica para esa noche se presentaba crucial, con dificultades importantes añadidas.
Previsiones del modelo WRF
Pasemos ahora a estudiar las previsiones efectuadas por el modelo WRF (Weather Research and Forecasting) desarrollado desde MeteoGalicia.
En las primeras gráficas que se exponen, correspondientes a la ejecución del día 11-00Z y válidas para todo el día 13, podemos observar la profundización de una onda atmosférica que se localizaría en el entorno las Azores hasta alcanzar una presión mínima de menos de 995 hPa, provocando el estrechamiento de las isobaras y consecuentemente un intenso viento del SW, que rolaría bruscamente a WNW en la madrugada del día 14 (figura 14). No obstante, según esta salida, la borrasca pasaría aproximadamente por el norte de Portugal, dejándonos al margen de los vientos más fuertes, como se aprecia en la figura 15. La ejecución del 11-12Z no mostraba variaciones significativas.
Figura 14. Previsión del modelo WRF del día 11-00Z. Presión y geopotencial a 500 hPa para el 13 de enero.
Figura 15. Previsión del modelo WRF del día 11-00Z. Viento en superficie (km/h) para el 14-00Z.
Al día siguiente, en la ejecución del día 12-00Z, la situación había cambiado drásticamente. La presión mínima alcanzada en el centro de la depresión sería de menos de 988 hPa, nada más y nada menos que 7 hPa de diferencia con respecto al día anterior (figura 16). Resalta el hecho de que, según estas últimas previsiones, la baja pasaría prácticamente por encima de Galicia, azotándonos con los vientos más potentes durante la noche del día 13 y madrugada del día 14, como se aprecia en la figura 17. Como veremos más adelante, esta era la solución que más se podía haber ajustado en cuanto a lo que aconteció en ese periodo de tiempo. La pasada del 12-12Z se puede considerar similar.
Figura 16. Previsión del modelo WRF del día 12-00Z. Presión y geopotencial a 500hPa para el 13 de enero.
Figura 17. Previsión del modelo WRF del día 12-00Z. Viento y racha máxima en superficie (km/h) para el 14-06Z.
En la última ejecución que pasamos a analizar, la del día 13-00Z, el panorama vuelve a cambiar de forma considerable. La presión en el centro de la depresión habría sido de alrededor de los 990 hPa, con la baja pasando ligeramente más al sur que en la anterior salida y rellenándose al dejar las aguas abiertas del Atlántico a su paso por el tercio norte peninsular (figura 18). Vemos que los vientos ni mucho menos se aproximan a las intensidades expresadas en las previsiones del día 12 (figura 19).
Figura 18. Previsión del modelo WRF del día 13-00Z. Presión y geopotencial a 500hPa para el 13 de enero.
Figura 19. Previsión del modelo WRF del día 13-00Z. Viento y racha máxima en superficie (km/h) para el 14-01Z.
No obstante, ese mismo día en la pasada de las 12Z, vemos como las condiciones se presentaban totalmente distintas a lo analizado en la ejecución de las 00Z, lo que nos dejaba casi sin margen de tiempo para lanzar cualquier aviso. En este caso, la presión mínima en el centro de Floora habría sido de aproximadamente 988 hPa, igual que lo anunciado en los pronósticos de la anterior salida, pero volvía a trasladar la borrasca un poco más al norte, haciendo pasar el centro justo por encima de Galicia y por el Mar Cantábrico, profundizándose nuevamente a su paso por aguas abiertas. Este hecho fue determinante y conllevó un aumento potencial de la fuerza de los vientos, sobre todo al irse moviendo la borrasca hacia el este y con los vientos rolando bruscamente a WNW (figura 21). Obsérvese en la gráfica de racha máxima, la fuerza 11 azotando a todo el litoral de Pontevedra.
Figura 20. Previsión del modelo WRF del día 13-12Z. Presión y geopotencial a 500hPa para el 13 de enero.
Figura 21. Previsión del modelo WRF del día 13-12Z. Viento y racha máxima en superficie (km/h) para el 14-01Z.
Dificultades en la Modelización
Por el hecho de ser una borrasca tan pequeña, casi de mesoescala, los modelos meteorológicos tuvieron muchos problemas para precisar tanto su trayectoria como su profundización, de ahí la dificultad del pronóstico.
Un primer punto muy a tener en cuenta es el origen de esta masa de aire húmeda, cuya onda atmosférica que la transportaba provenía de la zona tropical del Atlántico. Se puede sospechar, por lo tanto, que podía traer un alto contenido de vapor de agua que hubiera potenciado la profundización de la baja, al liberarse calor latente de condensación al entorno en los procesos convectivos.
La situación era muy difícil de modelizar por lo comentado anteriormente y sobre todo por la falta de escasez de datos meteorológicos para la puesta en marcha de los modelos en mar abierto, donde las estaciones de medición brillan por su ausencia.
Como muestran las siguientes figuras correspondientes a la predicción por conjuntos del GFS de los días 11-00Z y 13-12Z, donde cada línea se asocia a la predicción de un miembro del conjunto en el que se han introducido algunas perturbaciones en los datos de inicialización, vemos como a 72 y 12 horas vista, respectivamente, la dispersión era importante (figuras 22 y 23). Concluimos, tras una primera observación, que con tanta incertidumbre a tan solo 12 horas de la ocurrencia del posible evento, los modelos deterministas no eran fiables, por lo que hubimos de haber recurrido a otras herramientas más útiles para estos casos, como la teledetección por satélite y las estaciones meteorológicas.
Figura 22. Predicción por conjuntos del GFS del día 11-00Z. Fuente:
Figura 23. Predicción por conjuntos del GFS del día 13-12Z. Fuente:
A todo esto se le suma la dificultad en la estimación precisa de la velocidad del viento, puesto que la velocidad que llevaba el sistema era muy grande. Esto repercute en el hecho de que el viento en superficie sería aún mayor de lo que le correspondería a un sistema ciclónico con las mismas características.
CONSECUENCIAS EN EL NOROESTE PENINSULAR
Figura 24. Análisis del día 14-06Z.Presión en superficie sobrepuesta a una imagen RGB del satélite MSG. Fuente:
Podemos identificar en la imagen la presencia de Floora, un ciclón de latitudes medias, de núcleo cálido en términos relativos, muy intenso y en fase de madurez, sobre el norte peninsular (figura 24). Puede apreciarse como el centro de la depresión, de colores rojizos, se rodea de tonos más azulados, correspondientes a una masa de aire más fría que se ha enroscado en torno. Es decir, tenemos un núcleo de aire frío, rodeado de aire todavía más frío, o lo que es lo mismo, una anomalía cálida (3). Esta anomalía cálida suele presentar simetría frontal ó térmica a ambos lados, pero no así simetría en cuanto al viento, que fue mucho más intenso en el flanco sur, donde se registraron rachas de hasta 160 km/h responsables de los innumerables daños que afectaron principalmente a la comunidad de Galicia. En la imagen se aprecia también el robusto frente cálido situado en su mayor parte al norte del ciclón, y un muy débil frente frío que ya se ha separado apreciablemente, como propone el modelo teórico de Shapiro-Keyser, sobrepasando las costas andaluzas. No existe, generalmente, oclusión en este tipo de ciclones, pues el frente frío discurre aproximadamente perpendicular al frente cálido, de tal manera que nunca se encuentran: es la llamada “forma de T”(4).
Empezaremos poniendo de relieve la progresiva bajada de la presión barométrica durante la jornada del día 13, utilizando para ello la gráfica de esta variable en la estación de Coruña Dique (figura 25). En ella puede verse como la presión comienza a bajar desde primeras horas de la mañana, siendo este descenso mucho más acusado conforme avanzaba la tarde y alcanzando el mínimo hacia las 2UTC de la madrugada del día 14: 986 hPa. A partir de aquí la presión asciende muy rápidamente, fruto del paso del centro de la depresión muy cerca de la localización de esta estación. Este hecho fue decisivo en cuanto a la potencia de los vientos.
Figura 25. Gráfica de la presión en la estación de Coruña Dique para el día 13-14 de enero. Fuente:
No hablaremos de precipitaciones en este estudio, pues no fueron significativas en comparación con la intensidad de los vientos. El siguiente mapa, con los distintos valores de las rachas máximas alcanzadas durante el temporal en distintos puntos de Galicia, da una buena idea de la magnitud del vendaval (figura 26).
Figura 26. Rachas de viento máximas alcanzadas durante el episodio. Fuente:
Las gráficas que se exponen a continuación ilustran la dirección y velocidad del viento durante los días 13 y 14 de enero en las estaciones meteorológicas de Coruña Dique (A Coruña) y Ons (Bueu, Pontevedra), respectivamente (figuras 27 y 28). Nótese el brusco giro de los vientos durante las primeras horas de la madrugada, de SW a WNW, alcanzando en ese momento la máxima fuerza, 127km/h en A Coruña y ¡160km/h! en Bueu.
Figura 27. Gráficas de la estación de Coruña Dique de los días 13 y 14 de enero. Fuente:
Figura 28. Gráficas de la estación del Concello de Bueu, en la Isla de Ons de los días 13 y 14 de enero. Fuente:
ANEXO 1 FOTOGRAFÍAS Imagen 1. 14 de Enero. Ayuntamiento de Pontevedra. Fuente: www.lavozdegalicia.com Imagen 2. 14 de Enero. Plaza Elíptica. Vigo. Fuente: www.lavozdegalicia.com Imagen 3. 14 de Enero. Barrio de Orzán. A Coruña. Fuente: www.lavozdegalicia.com Referencias
Bibliografía
- Análisis preliminar de la ciclogénesis explosiva del 23-25 de enero de 2009. El Ciclón Klaus.
http://www.aemet.es/documentos/es/noticias/2009/03/ciclogenesisexplosiva_2325_012009_corr_V3.pdf
- El Ciclón Klaus. 23-25 Enero 2009. Boletín AME Abril 2009.
- Información sobre el desarrollo de los ciclones extratropicales según el modelo de Shapiro-Keyser. http://en.wikipedia.org/wiki/Extratropical_cyclone
- Ciclogénesis rápida en la Costa Mediterránea Andaluza. 2-3 mayo de 2004.
- Imágenes de satélite GOES. National Oceanic & Atmospheric Administration. http://www.goes.noaa.gov/srcheast.html
- Archivo de imágenes para el reanálisis de situaciones. http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html
- Página muy útil con multitud de campos derivados.
- Pronósticos meteorológicos.
http://moe.met.fsu.edu/tcgengifs/
- Página web de Meteogalicia. Datos de estaciones meteorológicas. http://intranet.meteogalicia.es/Meiga/NovoXeollador/xeo.htm
- Página del periódico autonómico “La Voz de Galicia”. Hemeroteca. http://www.lavozdegalicia.com/
Nota de la RAM. Este artículo se presentó en las XXXI Jornadas Científicas de la AME celebradas en Sevilla, 1-3 marzo de 2010.