Se presentan programas en McBasi que extraen de los modelos numéricos disponibles en el SAIDAS sondeos desde 1000 hPa hasta 200 hPa en un punto elegido del modelo y los analiza, pudiendose introducir datos de superficie de las estaciones meteorológicas.
1. Introducción.
La obtención de sondeos extraidos de modelos y su análisis se ha considerado interesante tanto para los estudios sobre desestabilización térmica en el área del CMT, incluidos en los proyectos primero del GPV y posteriormente de la Sección de Estudios y Desarrollos, como para su uso como herramienta en la predicción en el GPV para todos sus alcances. A continuación se describen los programas Mcbasi SONMODA y CONVC creados para esos objetivos.
2. Programa SONMODA.
Este programa extrae de los modelos numéricos (LAM-INM, HINM y CEP) sondeos desde 1000 hasta 200 hPa para un punto del modelo definido por su latitud y su longitud y para el periodo de predicción que se desee con intervalos de 6 horas entre sondeos previstos.
Un ejemplo de resultado de correr el SONMOD de muestra a continuación:
Se obtiene por impresora una tabla de valores para cada periodo de predicción: Para cada nivel de presión se tiene: Z-geopotencial (metros), T-temperatura (.C), SPD-fuerza del viento (m/s), DIR-dirección del viento, RH-humedad relativa, THE-temperatura potencial equivalente (.C), MIX-proporción de mezcla (g/Kg), THA-temperatura potencial (.C), TW-temperatura del termómetro húmedo (.C), THE-temperatura potencial del termómetro húmedo (.C), QV-flujo de humedad ((g/Kg)*(m/s)), THES-temperatura potencial equivalente saturante (.C), MIXS-proporción de mezcla saturante (g/Kg), TD-temperatura del punto de rocío (.C) y DVG-divergencia del viento.
THES y MIXS son la temperatura potencial equivalente y la proporción de mezcla que tendría el aire si a la presión y temperatura dadas estuviera saturado.
Con la visualización de estas tablas se pueden sacar conclusiones respecto a la estabilidad termodinámica de la columna prevista:
- Si THES decrece con la altura en una capa hay inestabilidad condicional.
- Si THES decrece con la altura en una capa pero los valores de THE son
siempre inferiores a todos los THES de los niveles superiores de dicha capa, es un caso estable de inestablidad condicional.
- Si THES decrece con la altura en una capa y algún valor de THE es mayor que algún valor de THES de los niveles por encima del suyo en dicha capa hay inestabilidad latente. Las burbujas evolucionan manteniendo constante su temperatura potencial equivalente. Si a alguna presión su THE es mayor que la THES también lo será su temperatura y se aceleraría verticalmente.
- Para distinguir la inestabilidad latente efectiva de la falsa habría que correr el programa CONVC para ver si el CAPE (energía potencial convectiva disponible) es superior al CIN (inhibición convectiva), aunque muchas veces comparando la THE de la burbuja con la THES ambiente para los distintos niveles se puede discernir si es efectiva o falsa.
- En cuanto a las inestabilidades latentes desencadenadas por calentamiento, para el cálculo de la temperatura de disparo, el nivel de condensación convectivo (NCC) y el nivel de equilibrio hay que partir del conocimiento de la proporción de mezcla de la burbuja que asciende (MIX-B) que pude ser un dato sacado del modelo MIX de 1000, 925 o 850 hPa o calculado de los datos de las estaciones. Con este dato se mira en la tabla de valores la altura Z, la temperatura potencial THA y la temperatura potencial equivalente saturante THES a la que MIXS sea igual a MIX-B. Esta altura será el NCC, la temperatura potencial será la temperatura potencial de disparo y la THES la temperatura potencial equivalente de la burbuja THES-B que asciende. Para calcular la temperatura de disparo habrá que restarle a la temperatura potencial de disparo un número de grados igual a la diferencia de alturas entre la posición de partida de la burbuja y los 1000 hPa. El nivel de equilibrio se hallará mirando la altura a la cual la THES-B vuelve a coincidir con la del ambiente. - Si THE decrece con la altura habrá inestabilidad convectiva. En este caso el cálculo de la energía liberada por la inestabilzación se complica pues cuando asciende toda la columna la temperatura de todos los puntos evoluciona adiabáticamente modificandose el sondeo y cuando se satura la base las burbujas evolucionaran respecto al sondeo modificado no valiendo los índices calculados para el sondeo sin modificar.
- El nivel de condensación por ascenso NCA se puede calcular aproximadamente por la fórmula de Schubert
Z=122(T-TD) metros
siendo T y TD la temperatura y la temperatura de rocío de la burbuja en el punto de partida.
3 Programa CONVC
Los resultados de correr el programa SONMODA se guardan en el fichero LW SNMD y es sobre el contenido de este fichero sobre el que actúa el programa CONVC.
Este programa analiza los sondeos extraidos de los modelos tomando como valores de superficie los dados como parámetros.
Los parámetros son los siguientes: Periodo de predicción, nivel de partida o nombre de la estación (si este se encuentra especificado en el programa), temperatura y temperatura de rocío de la burbuja en el nivel de partida.
El resultado es un listado como el de la figura 2, en el cual se muestra:
Nivel de condensación convectivo NCC
Temperatura de disparo
Temperatura potencial equivalente de la burbuja cuando se alcanza la temperatura de disparo
Nivel de equilibrio para dicha burbuja
CAPEMAL desde el NCC
Nivel de condensación por ascenso NCA
Temperatura potencial equivalente de la burbuja
Nivel de equilibrio para dicha burbuja
CAPEMAL desde el nivel de convección libre
CIN o CAPE negativo para la burbuja que se eleva
CAPEMAL es un CAPE modificado en el cual se ha sustituido la temperatura potencial de la burbuja por la temperatura potencial equivalente de la burbuja
y la temperatura potencial del ambiente por la temperatura potencial equivalente saturante del ambiente
A continuación se muestra un ejemplo de resultado de correr el programa CONVC con el contenido de la tabla I en el fichero SNMD:
4. Conclusiones.
Estos programas pretenden ser una herramienta para la predicción local y, con la ayuda de los datos de las estaciones meteorológicas de superficie, en especial las automáticas, una ayuda para la predicción a muy corto plazo.
Referencias.
- Bluestein, H.B. Synoptic-Dynamic in Midlatitudes. Volume II. Oxford University Press, 1993.
- Morán Samaniego, F. Apuntes de termodinámica de la atmósfera. Instituto Nacional de Meteorología. Madrid 1944 (edición facsímil, 1984).