Figura 1. Ordenes para modificar los rangos.
Se trata de un programa que traza los perfiles de un Radiosondeo Vaisala, a partir de los datos en bruto generados por el propio sistema Vaisala; son ficheros con nombres del tipo " 96042410.47S", que para un sondeo normal contiene unos 700 niveles entre superfície y 50 Mb, con datos de P, Z, T, Td, D y F.
1. Introducción.
Los perfiles se trazan sobre un Diagrama de Herloffson Modificado, en el que el usuario puede realizar ampliaciones de estratos que considere interesantes. Al operar sobre el fichero de datos en bruto y no sobre los partes Temp, la densidad de niveles es muchisimo mayor, por lo que admite ampliaciones muy precisas de temperatura, humedad y viento; esto indudablemente tiene un interés especial en análisis de niveles bajos, inversiones, cizalladuras, nieblas, líneas secas, desarrollos, subsidencias, contenidos de humedad, ..., tanto en tiempo real como en estudios retrospectivos.
2. Diagrama de Herlofson Modificado.
Al activarse la opción 'Diagrama de Herloffson modificado', aparece en pantalla una ficha de órdenes, que permite ciertas modificaciones en la presentación del diagrama, esencialmente orientadas a la realización de un zoom. La modificación respecto del Diagrama de Herlofson consiste en que se han inclinado más aún las isotermas, de manera que mejora el ángulo de separación entre las diferentes isolíneas, y además, la curva de estado tiende a ser más vertical, ocupando menos espacio en pantalla. Como es lógico hay que acostumbrarse a ver los sondeos en este nuevo formato. Además se superpone la curva de estado media de cada mes para poder ver rápidamente las anomalías. Esto se hace con T y Td.
A la derecha del diagrama, se da una representación del viento en TODOS los niveles del sondeo, por lo que si se hace un zoom aumenta el número de datos de viento. Esto permite el estudio detallado de inversiones, frentes, cizalladuras etc..
3. Guía de obtención de parametros.
Seguidamente se dan unas breves indicaciones acerca del método de cálculo empleado en la obtención de los parámetros.
3.1. Nivel 3s: es el valor medio de los tres primeros datos del sondeo junto al suelo; se halla a unos 120mgp del suelo. La dirección del viento es siempre la del tercer nivel.
3.2. Niveles tipo: 1000-950-850-700-500-300 se obtienen por interpolación líneal entre los dos niveles adyacentes, de manera que si i es el nivel tipo buscado y j, j+1 son los niveles adyacentes:
z(i) = z(j) + [ p(i) - p(j) ] * [ z(j+1) - z(j) ] / [ p(j+1) - p(j) ]
3.3. Máximo de viento: medido siempre dentro del rango alcanzado por el sondeo, de manera que si el sondeo no alcanza la tpp puede no ser realmente
el máximo de viento.
3.4. Nivel de convección libre y nivel de equilibrio: empleamos un método consistente en hallar la 1. intersección entre la adiabática saturada que pasa por la tthum. en el nivel 3s y la curva de temperatura del aire; esta sera, si existe, el ncl y la 2. intersección nos dara el neq. Este cálculo se vuelve a repetir por si hubiera otro estrato condicionalmente inestable. El resultado es aplicable en ascensos orográficos o frontales; en los gráficos y cuadros aparece como IN.L.A. (Inestabilidad latente por ascenso). El estrato representado en los gráficos es el comprendido entre ncl y neq (no confundir con los estratos afectados de inestabilidad latente). En el cuadro aparecen bajo el nombre de NCL1, NEQ1 y NCL2, NEQ2.
3.5. Inestabilidad latente por calentamiento: ahora el ascenso es producido por el calentamiento de los niveles bajos. En este caso el nivel de convección libre coincidirá con el NCC, y el nivel de equilibrio será la primera intersección entre la adiabática saturada que pasa por NCC y la curva de estado. En los gráficos y cuadros aparece como IN.L.C. (inestabilidad latente por calentamiento), en el cuadro se denominan NCC y NEQ a la base y tope del eventual estrato potencialmente inestable respectivamente.
3.6. Inversiones: se calcula la inversión máxima (si la hubiere) en tres estratos, tomando como referencia la base de la inversión: 0-1000, 1000-5000 y por encima de 5000mgp. El cálculo se realiza según un parámetro de estabilidad que se obtiene desde cada nivel hacia arriba, buscando el valor mínimo, que si es negativo corresponderá a una inversión. Ver subrutina INVERSION en el programa CALSON1.BAS. Para cada inversión detectada, se da el geopotencial y temperatura de la base y el tope.
3.7. Cizalladuras: se calculan de manera exactamente igual a las inversiones, es decir se obtiene el parámetro de cizalla desde cada nivel hacia arriba, buscando el valor máximo (que supere el umbral significativo) en los estratos: 0-500, 500-1500, 1500-5000 y por encima de 5000. El dato se da en décimas de Kt cada 1000 ft. Ver subrutina CIZALLA en el programa CALSON1.BAS.
3.8. Punto de niebla (tni): se obtiene hallando la temperatura que corresponde al decremento de 0.5 Gr/kg en la proporción de mezcla saturante a la temperatura del punto de rocío en el nivel 3s.
3.9. Agua precipitable: se obtiene hallando la proporción de mezcla media entre cada dos niveles adyacentes y sumando; asi el Ag. Pre. del estrato k/k+1 sera:
w = m * [ p(k) - p(k+1) ] / 980.665
3.10. Nca: calculado mediante la formula de Vaisala (ver Morán).
El resto de parametros se obtienen segun las formulas usuales, siempre sustituyendo el nivel superficial por el nivel 3s.
De esta manera se obtienen 97 parametros por sondeo; existe un archivo donde se guardan estos parametros para cada día en que haya habido sondeo (desde 1986).
Este archivo que vamos a llamar " histórico" esta dividido en meses que a su vez estan divididos en sondeos de 00z y 12z.
Teniendo en cuenta que el archivo histórico contiene sondeos de 12z desde may-86 hasta jun-93 y sondeos de 00z desde ago-88 hasta jun-93, tendremos para cada mes y cada grupo de sondeos (12z o 00z) una casuística de aproximadamente 180 casos que se han dividido en percentiles (12 concretamente) de tamaño 180/12=15 (esto no se ha hecho con las direcciones).
4. Gráfico multisón
En el gráfico multisón aparecen 9 columnas con un gráfico cada una; los 7 de la izquierda son una representación vertical (segun niveles tipo) de las variables indicadas. En el centro de cada columna aparece una línea vertical
que representa la mediana, mientras que los límites de cada columna representan los percentiles primero (izq.) y último (der.) respectivamente. Los percentiles estan calculados para cada mes por separado.
Asi para cada sondeo solicitado, el programa lo primero que hace es determinar los percentiles a que pertenece cada variable y luego representa cada variable segun su percentil, de manera que asi se obtiene una visión rapida de las principales desviaciones respecto al comportamiento considerado normal en ese mes.
Los vientos vienen representados por dirección y fuerza. La dirección se representa por flechas cuyo color es proporcional a la intensidad (que tambien esta representada en forma percentil).
Como el Ag.Pre. expresa cantidades acumuladas desde el nivel anterior, no aparece nunca un dato en el nivel más cercano al suelo (3s). The no se calcula ni junto al suelo ni en 300mb.
La columna varios indica gráficamente los espesores de ciertos niveles especiales como son: inversiones, cizallas y estratos de inestabilidad potencial.
La columna índices representa los percentiles de cada índice en la escala horizontal.
5. Cuadro Multisón.
Este cuadro es el reflejo numérico del gráfico multisón, pues expresa lo mismo pero con el dato exacto y un código de colores para reflejar el grupo de percentiles al que pertenece cada dato. Asi el color verde representa los datos considerados como normales (el 50% de los datos en torno a la mediana: percentiles 4-5-6-7-8-9); el color rojo representa los datos que son considerados como altos (percentiles 10-11); el color rojo intenso representa los datos considerados como muy altos (percentil 12); el color azul representa datos considerados bajos (percentiles 2-3) y por último el color azul intenso representa datos considerados como muy bajos (percentil 1).
6. Conclusiones.
Además de su evidente utilidad en el Análisis diario, es tambien útil como Herramienta de Estudio Retrospectivo, siempre que se guarde el histórico de datos en bruto en el formato Vaisala.
Su aplicación en otros centros sería 100% eficaz si estos tuviesen un histórico de ficheros Vaisala. De no ser así se perderían la posibilidad de realizar estudios retrospectivos. Aunque nunca es tarde para iniciar su archivo. Tengase en cuenta que en un solo CD-ROM cabe todo el histórico de 10 años de una estación.
Referencias
Aerographers Mate: Navy Training Course.
Aguilar Peris: Curso de Termodinámica.
Camacho J.L.: Apuntes del Curso de Aerología 1991. (I.N.M.)
G. Legaz & Castejón F.: Problemas de Meteorología 1. (I.N.M.)
Haltiner & Martin: Meteorología dinámica y física. (I.N.M.)
Ledesma M.: Turbulencia atmosférica. 1981. IBERIA.
Morán F.: Apuntes de Termodinámica de la atmósfera. (I.N.M.)
Rogers : Física de Nubes.
S.M.N.: Uso del diagrama oblícuo T-logP en el análisis y predicción.