FENOMENOS METEOROLOGICOS DE MESOESCALA

1. Programa Regional de Meteorología / IANIGLA - CONICET FENOMENOS METEOROLOGICOS DE MESOESCALA www.prmarg.org E-mail: info@prmarg.org Av. Ruíz Leal s/n Parque General San Martín. Mendoza - ArgentinaTel. (+54 - 261 ) 428 6010

2. Tabla de Fujita(1986) para algunos fenómenos de mesoescala

3. Tormentas • En la atmósfera el ejemplo más espectacular de los cambios de humedad y de la liberación de energía que los acompañan son las tormentas. • Se originan en nubes cumulonimbus (Cb), dentro de las cuales se producen truenos y relámpagos, producto del ascenso de grandes masas de agua líquida y muy fría, hasta niveles de la atmósfera donde la temperatura es < –20°C. • Las tormentas más intensas producen granizo.

4. La Organización Meteorológica Mundial (OMM) en su " Vocabulario Meteorológico Internacional", (publicación OMM Nº182), define la tormenta como: • Descarga brusca de electricidad atmosférica que se manifiesta por un resplandor breve e intenso (relámpago), y por un ruido seco o un estruendo sordo (trueno). Las tormentas están asociadas a nubes convectivas (cumulonimbus) y muy frecuentemente están acompañadas por precipitación en forma de chaparrones de lluvia o de hielo y ocasionalmente, de nieve, nieve granulada, hielo granulado o granizo.

5. El "National Weather Service de los Estados Unidos de América considera: • Una tormenta como severa si produce granizo de al menos 2 cm de diámetro, vientos de 93 km/h o más fuertes, o un tornado.

6. Para la formación de tormentas se requiere la conjunción de ciertos factores: • Aire inestable. • Contenido de humedad relativamente alto. • Un mecanismo que origine el ascenso del aire hasta niveles superiores.

7. Los desarrollos convectivos se producen como consecuencia de: • persistencia en superficie de una masa de aire cálido, húmedo e inestable; • pasaje de un frente frío o caliente; • vaguada en altura; • marcan las condiciones sinópticas previas a la generación de los procesos convectivos.

10. Los  daños provocados por las tormentas severas se deben a: • Efecto del granizo • Fuertes ráfagas de viento en superficie • El granizo de mayor tamaño se encuentra comúnmente en tormentas que presentan: • Fuertes corrientes ascendentes. • Elevado contenido de agua líquida en gotas de gran tamaño. • Gran desarrollo vertical. • Frecuentes descargas eléctricas.

11. En general se caracterizan por: • Tener un ciclo de vida de 1 ó 2 hs. • Comienzar cuando una porción de aire está más caliente que el entorno, • o bien cuando es impulsada bruscamente hacia arriba por el aire más frío que penetra por debajo. • Tener alta frecuencia de ocurrencia horaria se registra entre las  18 UTC y las 06 UTC • Tener alta frecuencia de ocurrencia entre los meses de octubre y marzo • En algunos años las primeras se presentan en setiembre y las últimas abril.

12. Inestabilidad y Cortante

13. La atmósfera, como fluido, se caracteriza por sus propiedades dinámicas, térmicas y cinemáticas a las que están sometidas las partículas que lo forman. • En los fluidos se emplean dos conceptos muy importantes como son la inestabilidad y la cortante

14. La inestabilidad en un fluido es una propiedad tal que al introducir una perturbación muy pequeña en su seno, está crece de forma significativa, se amplifica a medida que pasa el tiempo. La estabilidad tiende a atenuar y eliminar la presencia de cualquier perturbación que se haya introducido o generado en dicho sistema.

15. La cortante en un fluido representa una magnitud que mide o cuantifica la variación de la velocidad de las partículas del fluido con la distancia. • Si se pasa de un punto con una velocidad V(x, y, z) a otro con una velocidad diferente V’(x, y, z), se dice que existe una cortante de la velocidad: a mayor variación de la velocidad con el espacio, existe mayor cortante • Al ascender en la atmósfera y encontrar que la velocidad aumenta o disminuye, existe cortante vertical y ésta se crece o decrece con la altura.

16. Esa variación de la velocidad con la altura se puede deber a que varíe la intensidad o el módulo o la dirección del viento. • La cortante horizontal se analizando la variación del viento en la horizontal.

17. La cortante existe siempre que la velocidad de las partículas del fluido varíe con la intensidad o la dirección de la velocidad, o ambas a la vez. • En Meteorología se suele distinguir la cortante vertical y la horizontal, ya que ambas condicionan ciertos tipos de fenomenologías.

18. Vorticidad por cortante • La variación del viento con la distancia, o la existencia de cortante, tiende a generar giros o rotaciones en los fluidos. • Este hecho se puede cuantificar mediante una magnitud teórica y muy útil en meteorología: la vorticidad. • Es una propiedad teórica, no se puede medir con un aparato, es una característica intrínseca muy importante del fluido.

19. Vorticidad ciclónica por cortante Vorticidad anticiclónica por cortante

20. Condiciones sinópticas relacionadas con la ocurrencia Tormentas: • Capa de aire húmedo cercana a la superficie de la tierra a la que se le superpone una profunda capa de aire seco. • La distribución horizontal de humedad (lengua húmeda). • Existencia de un máximo de la velocidad del viento estructurado en forma de banda en algún nivel. • Inestabilidad condicional • Capa húmeda sujeta a un apreciable levantamiento.

21. Ciclo de vidade una tormenta ordinaria

22. Fase inicial o de cúmulus • Altura 6 a 8 km • Wmax en el centro • Partículas pequeñas • Sin precipitación • Diámetro base 5 a 8 km

23. Fase de madurez • Aparecen la precipitación y los primeros ecos (7 a 8 km) • Comienza a organizarse la corriente descendente por arrastre • Los núcleos de las corrientes ascendente y descente están próximos entre si • Aparecen los primeros rayos.

24. Fase de disipación • Predominio de corriente ascendente, salvo en la parte superior • Crecimiento de 11 a 12 km • Burbuja fría en superficie que puede formar un microfrente de ráfaga: mesoalta en el nivel de superficie • Pocos rayos

25. Ciclo de vidade una célula de tormenta

26. La nube está más caliente que el aire del entorno El aire de la nube está acelerado hacia arriba. La velocidad de la corriente ascendente aumenta con la altura. La nube crece rápidamente sobrepasando pronto la isoterma de 0ºC. Estado de desarrollo

27. Se acumulan grandes cantidades de gotitas de nube, gotas de agua y copos de nieve. • Los hidrometeoros son tan pequeños que pueden ser sostenidos por la corriente ascendente. • La cantidad de agua llega a ser tan grande que los elementos más pesados no pueden ser sostenidos por las corrientes ascendentes. • El agua comienza a caer dentro de la nube.

29. Estado maduro • El rozamiento con el aire de las gotas que caen, convirtiendo la corriente ascendente en una descendente, marca el comienzo de esta etapa • Coexisten corrientes de ascenso y de descenso. • Cae la primera lluvia, independientemente de que llegue al suelo o no (en lugares muy áridos la lluvia se evapora antes de llegar al suelo).

30. Las corrientes descendentes se inician en las vecindades del nivel de congelación y crecen vertical y horizontalmente. • Continúan las corrientes ascendentes alcanzando su mayor intensidad en la primera parte del estado maduro, localmente alcanzan velocidades de 90 km/h). • La corriente descendente es usualmente más débil y es más pronunciada en la parte inferior de la nube

32. La nieve y la lluvia caen, desde el aire más frío de arriba, enfriando la corriente descendente, que se esparce horizontalmente sobre el terreno, como un derrame de aire húmedo y frío. • La corriente fría que baja impulsa hacia arriba al aire caliente.

33. Cuando la corriente descendente llega suficientemente lejos de la nube madre, el movimiento de elevación ante la corriente descendente formará una nueva célula.

34. La agrupación de tormentas crecerá por su parte anterior • La células viejas desaparecerán por la parte de atrás. • La tendencia a las agrupaciones hace que la duración de una familia sea mucho mayor que el tiempo de vida de una tormenta individual.

35. Estado de disipación • A medida que la corriente descendente se extiende horizontalmente y ocupa una porción mayor de la nube, comienza el estado de disipación. • No hay una apreciable fuente de vapor de agua para mantener la condensación • La nube se alimenta principalmente del agua acumulada.

36. Mientras persisten la corriente descendente y las precipitaciones, la nube está más fría que el entorno. • La lluvia se hace más uniforme y su intensidad disminuye. • Cuando termina la corriente descendente, la temperatura se iguala con la del entorno. • La nube se disuelve o se transforma en masas irregulares de nubes estratiformes.

41. Estructurade una tormenta de granizo

42. Las partículas formadas sobre embriones pequeños crecerán hasta bolitas pequeñas de granizo en su primer pasaje a través de la corriente ascendente y serán barridas hacia arriba a lo largo de una trayectoria como AA. • Podrán caer, y fundirse, y llegar al suelo como lluvia hacia delante y hacia un costado del centro de la corriente ascendente.

43. Las partículas mayores pueden ser arrojadas fuera del centro de la corriente, seguir un camino BB, crecer en el descenso y entrar de nuevo en la corriente en un nivel inferior.

44. Si la velocidad de la corriente ascendente aumenta con la altura y una pequeña porción de las partículas readmitidas tiene un tamaño favorable, pueden ser elevadas lentamente por la corriente. • Las partículas crecen a una velocidad tal que el aumento de su velocidad de caída es semejante al aumento de la velocidad de la corriente ascendente.

45. Adquieren una velocidad de caída prácticamente igual a la máxima velocidad de la corriente ascendente • Se mueven hacia los topes de la nube y luego caen pasando brevemente de nuevo a través de la corriente ascendente a lo largo de un recorrido como CC, antes de llegar al suelo como piedras grandes.

46. Las partículas readmitidas: • muy pequeñas, son elevadas muy rápidamente hasta alcanzar el máximo tamaño posible y pueden repetir nuevamente el ciclo, • muy grandes crecen más rápido y no pueden ser elevadas una distancia grande por la corriente ascendente antes de caer nuevamente como piedras de tamaño mediano (1,25 - 1,80cm de diámetro) hacia atrás de la tormenta.

48. Células y familias de tormentas

49. Una tormenta no es una sola nube. • Consiste con más frecuencia en una agrupación de nubes. • Las observaciones muestran que hay una tendencia a que las células nuevas se formen delante de la corriente descendente de una célula más vieja.

50. La célula V es relativamente joven ya que sólo se observan corrientes ascendentes – UPDRAFT La célula I es una nube de tormenta vieja en la cual sólo hay corriente descendente – DOWNDRAFT Las otras células corresponden a la etapa de madurez, presentan corrientes ascendentes y descendentes