Inspirándose de los trabajos de Maddox (1979) y Chappell (1986) sobre los ambientes meteorológicos asociados a los sistemas convectivos de mesoescala cuasi-estacionarios, se estableció una clasificación de las situaciones que, de 1988 a 1996, fueron responsables del desarrollo de MCS en forma de V sobre la parte mediterránea de Francia. Se trata de definir las características comunes así como las específicas de cada de la dos clases encontradas, el objetivo siendo el reconocimiento, en el trabajo operativo de predicción, de los ambientes favorables al desarollo de esos sistemas generadores de lluvias torrenciales.
1. Introducción:
En el período 1988-1996, las regiones mediterráneas de Francia fueron afectadas por unos quince episodios de convección profunda organizada en los que se desarrollaron sistemas convectivos de mesoescala cuasi-estacionarios. Generalmente de escala meso-., esos sistemas, que pueden generar de 200 a más de 400 mm en algunas horas presentan en las imágenes de infrarojo una forma de V cuya punta está ubicada en la parte a barlovento del sistema, es decir que el eje del sistema es aproximadamente el de los vientos circundantes (más o menos orientado sur-norte o suroeste-noreste) (Fig.1).
En las imágenes de radar aparece una estructura regenerativa muy típica de escala meso-. (fig.2): Al nivel de la punta de la V, nuevas células, o más bien agrupaciones de células convectivas se desarrollan sin cesar, antes de que los vientos circundantes se los llevan hacia el norte. La regeneración retrógrada mantiene un movimiento aparente hacia el sur , más o menos opuesto al movimiento de las células debido a los vientos circundantes, y de un orden de magnitud comparable. Por eso el sistema es estacionario o tiene un movimiento muy lento hacia el este.
2. Clasificación:
Las publicaciones de Maddox y Chappell incitaron a los predictores de la Dirección sureste de Météo-France a dividir los episodios en que ocurrieron estos fénomenos en dos clases :
2.1. Clase 1 : Situaciones de forzamiento sinóptico .
El 3 de octubre de 1988 -département du Gard-(catástrofe de Nîmes : 420 mm).
El 5 de agosto de 1989 -département de l’Aude- (Narbonne : 240 mm).
El 19 de setiembre de 1989 - département de l’Hérault- (Montpellier-Pézenas : 200 mm).
El 30 de julio de 1991- département de Vaucluse- (Châteauneuf-du-Pape : 265 mm).
El 22 de setiembre de 1992 -département de Vaucluse-(catástrofe de Vaison-la-Romaine : 300 mm).
El 22 de setiembre de 1993-départements de la Lozère (Villefort : 300 mm), du Gard (Deaux-Alès: 301 mm), des Bouches-du- Rhône (Aix-en-Provence : 250 mm).
El 23 de setiembre de 1993 -Corse (Bastia, La Porta : 406 mm)-.
El 26 de Junio de 1994- département des Alpes Maritimes (Cannes, Grasse : 200 mm)-.
Noche del 4 al 5 de octubre de 1995-département du Gard (Anduze : 194 mm), de la Lozère (Villefort : 238 mm) et de l’Ardèche (Barnas : 317 mm).
2.2. Clase 2 : Situaciones sin forzamiento sinóptico marcado.
Forzamiento orográfico :
Noche del 31 de Octubre al primer de noviembre de 1993 -Corse (Torra Vescovato : 701 mm, Col de Bavella : 906 mm)-
Tarde y noche del 4 de noviembre de 1994 -Corse (Morosaglia : 225 mm)-
Noche del 3 al 4 de octubre de 1995-département du Gard (Anduze : 254 mm, St-Hypolyte-du-Fort : 276 mm)-
Noche del 13 al 14 de Octubre de 1995-départements du Gard (Moulès et Baucels : 392 mm, Colognac : 261 mm), de la Lozère (St-Etienne Vallée Française : 230 mm).
Forzamiento frontal :
Tarde y noche del 28 de enero de 1996-département de l’Hérault (catástrofe de Puissergiuer : 202 mm)-
3. Ambientes favorables :
Las dos clases presentan características comunas y características más específicas que constituyen dos ambientes favorables a la formación y al desarrollo de sistemas convectivos de mesoescala cuasiestacionarios en el sureste de Francia.
3.1. Características comunes de ambas clases :
- Advección cálida y húmeda en superficie : Advección de puntos de rocío elevados, entradas marítimas (nubes bajas procediendo del mar : St, Sc, Br etc.), humedad relativa próxima de 100%.
- Viento del sureste desde unas 24 horas, velocidad superior a 25 nudos.
- Una vaguada de cortad longitud de onda , circulando en el flujo de altura, se acerca a la región.
- Criterio teórico, que se pone difícilmente de manifiesto en trabajo operativo, : presencia de una capa de flotabilidad negativa, requiriendo un forzamiento importante localizado para liberar la energía potencial convectiva.
- A veces se ve una advección de aire seco, principalmente hacia 600 hPa, llegando del sur (y probablemente procediendo de las altiplanas saharianas). Se puede ver esta advección sobre las imágenes de vapor de agua, los sondeos (capa seca en altura) y a veces sobre los campos previstos de humedad relativa de los modelos numéricos. En este caso, el sondeo de Palma, si es representativo del aire mediterráneo advectado, puede presentar un perfil particular con capas bajas húmedas e inestables con encima una capa seca « ventruda » y, en los altos niveles, un perfil más húmedo, inestable o neutro (tipo « loaded gun »).
-Muy a menudo, presencia de una extensión de agua (mar cálido, estanque, lago, zona pantanosa, confluencia de ríos etc.).
-Presencia de un forzamiento de bajos niveles.
-Cizalladura vertical de viento, sobre todo en dirección.
Además de las características comunes, aquí están las caracteriísticas más específicas :
3.2. Características más específicas de las situaciones con forzamiento sinóptico :
Gran escala :
-En tropósfera media y alta, cercanía de una profunda vaguada con advección fría muy al sur, o de una depresión aislada de niveles altos con una gota fría (fig.3).
-En dichos niveles altos, flujo del suroeste al sureste rápido con curvatura ciclónica.
- Muy a menudo, presencia de un máximo de chorro en este flujo, estando la región sureste en la salida del chorrro (a veces en la entrada).
Escala meso-. :
-Advección marcada cálida y húmeda, de temperatura potencial del húmedo elevada ( de 14 a más de 20°C), sobre un espesor de algunos 1500 m, visibleen el nivel 850 hPa.
-Chorro de niveles bajos hacia 850 hPa, con vientos generalmente de más de 30 nudos.
-Forzamiento de capas bajas : Se ve sea una conflencia marcada de vientos en 850 hPa, sea una línea de convergencia de vientos en los niveles bajos (superficie, 850 hPa), sea una convección preexistente que provoca un forzamiento por meso-anticiclón (mesohigh).
Escacla meso-. :
- Presencia frecuente de una baja mesoscálica que puede revelar una meso-análisis de superficie, y que focaliza una advección de punto de rocío elevado.
Otras informaciones :
-En este tipo de situación, la mayoría de los MCS se desarrollaron durante el día, con un efecto de evolución térmica diurna.
-Las situaciones de esta clase se produjeron en verano o en los principios del otoño.
-Parece que esta clase de situaciones sea más favorable al desarrollo de varios MCS, generalmente lineales, ciertos de ellos móviles (lineas de turbonada etc.) : Las interacciones resultarían más frecuentes y el forzamiento por meso-anticiclón parece jugar un papel más importante, llevando a la formación o desaparición de sistemas. Parece también que, en este caso, los sistemas sean de tamaño mayor. Debido a los vientos fuertes de tropósfera alta, el ángulo de la V sería tambien más agudo en esta clase de situación.
Figura 4 : dibujo resumiendo las características pricipales de un episodio con forzamiento sinóptico.
3.3 Características más específicas de las situaciones sin forzamiento sinóptico marcado :
En ausencia de forzamiento sinóptico marcado, este ambiente limita todavía más la posibilitad de ascensos generalizados sobre áreas importantes, y sólo existen zonas muy localizadas donde un forzamiento suficiente, a menudo orográfico, permite la liberación de la energía potencial convectiva.
Gran escala :
-Bastante lejos de una vaguada o de una depresión aislada de escala sinóptica, la región está afectada por un flujo del W al WSW, bastante lento y difluente, de curvatura más bien neutra, a veces anticiclónica, excepto cuando pasa la vaguada de corta longitud de onda (Fig.5).
Escala meso-. :
-advección cálida y húmeda a veces muy poco marcada y a menudo limitada a los niveles muy bajos (950 hPa, y hasta solo cerca de la superficie).
-vientos del sur en 850 hPa pero raramente superiores a 25 nudos. Los vientos más fuertes (chorro de capas bajas) parecen estar en superficie.
- El forzamiento fundamental viene :
* Sea de la presencia de una límite térmica o frontal cuasiestacionaria más o menos perpendicular al flujo de superficie : es el forzamiento frontal.
* Sea de la presencia de una barrera orográfica (sierras, colinas) también perpendicular al flujo de las capas más bajas. El flujo de superficie, las sierras que obstaculizan este flujo y la advección cálida y húmeda de capas bajas determinan la ubicación de las zonas amenazadas (fig. 6, 7, 8, 9).
Sondeo
-Los perfiles parecen ser más inestables que en la clase 1.
-La cizalladura vertical de viento existe, pero puede estar limitada entre el suelo y 700 hPa.
-Un perfil muy inestable encima de una inversión nocturna puede ser favorable (asegura que la convección no sea liberada antes de que encuentra un forzamiento suficiente).
Otras informaciones :
-En este tipo de ambiente, las tormentas parecen desarrollarse sobre todo de noche.
-Los casos observados en el sureste de Francia se produjeron a fines del otoño y en invierno (fines de octubre a enero). Las temperaturas potenciales del húmedo son a menudo muy bajas (10 a 14°C).
-Este tipo de intorno es el que, más frecuentemente, produce sistemas convectivos sobre la parte oriental de la isla de Córcega.
-Cuando una situación con forzamiento sinóptico afecta el Languedoc, un ambiente de clase 2 produce a menudo sistemas convectivos sobre el norte de Italia (Liguria).
- Parece que los MCS que se desarrollan en un ambiente de clase 2 sean menos numerosos, más pequeños. Quedan estacionarios más tiempo y el ángulo de la V es menos agudo. La forma en V aparece más tarde.
Figura 6 : situación de clase 2. MCS sobre la parte oriental de la isla de Córcega.
Figura 7 : situación de clase 2. MCS sobre las montañas « Espinouse » y « Cévennes » y sobre los altiplanos de los « Causses ».
Figura 8 : Situación de clase 2. MCS sobre el Languedoc occidental y el Rosellón.
Figura 9 : Situación de clase 2. MCS sobre el lado frío de un frente cálido cuasi-estacionario perpendicular al flujo de capas bajas.
4. La predicción operativa de los MCS en el sureste de Francia.
4.1 Las situaciones con forzamiento sinóptico.
Estas situaciones muy marcadas se reconocen y se pueden predecir más fácilmente. Los modeles numéricos, globales así como de área limitada, ponen bastante bien de manifiesto los factores fundamentales de gran escala que caracterizan este tipo de situación. Los predictores, a menudo, pueden emitir un boletín de alarma con bastante antelación y con valores de precipitación próximos de la realidad. En cambio, la ubicación de los fenómenos falta de precisión porque los modelos son todavía « ciegos » enfrente de los procesos de mesoescala.
La área cubierta por una alarma contiene generalmente 4 o 5 departamentos franceses, sea una tercera parte de la region Sureste.
4.2 Las situaciones sin forzamiento sinóptico marcado.
Los predictores del Sureste de Francia han notado este ambiente muy recientemente...despues de una serie de fracasos en predicción . El intorno sinóptico es poco marcado y no tinene elementos de gran escala capaces de asegurar al predictor de la posibilidad de convección organizada. Las situaciones de la clase 2 depienden sobre todo de elementos de mesoescala que no son vistos correctamente por los modelos numéricos actualmente operativos ni, a menudo, por los medios de observación. Cuando se presenta un ambiente sinóptico de clase 2, todo lo que puede hacer el predictor es una vigilancia atenta, y cuando nota una organización de la convección, puede emitir un alarma.
5. conclusión
Una acción de investigación existe actualmente, conducida por el CNRM (servicio de investigación de Météo-France) en colaboración con la Dirección Sureste, cuyo objetivo es la utilización de una versión del modelo de área limitada ALADIN con una mejor resolución que el ALADIN operativo, para estudiar las situaciones de convección profunda organizada. Se utilizan campos de parámetros nuevos como la convergencia de humedad, el CAPE (energía potential convectiva disponible), el CIN (inibición convectiva), la advección de temperatura potencial del húmedo, el forzamiento orográfico, el número de Richardson global etc. Esto debería llevar, en un porvenir más o menos próximo, una mejora significativa de la predicción de tormentas fuertes en el sureste de Francia.
Referencias :
Chappell Ch. F., 1986, Mesoscale meteorology and forecasting, capítulo Quasi-stationnary convective events, P.S. Ray.
Maddox R.A., Chappell C.F. & Hoxit L.R.1979, Sinoptic and meso-alpha scale aspects of flash flood events, Bull. Amer. Meteor. Soc.,60.