El objeto de esta comunicación es presentar, haciendo uso de la información disponible en nuestro C.M.T., un primer estudio de la situación meteorológica que dió lugar a lluvias torrenciales en Cataluña. A partir de la observación remota y el diagnóstico en las escalas indicadas, se deduce que la interacción entre un "jet streak (JS)" y un "low level jet (LLJ)" fué decisiva para la magnificación del episodio. Además, la formación del frente costero y la orografía de la sierra prelitoral propiciaron la focalización de las lluvias en la zona.
1. Introducción
El día 10 de octubre de 1994 se produjeron fuertes inundaciones en toda la franja del prelitoral catalán ocasionando 8 víctimas mortales y grandes pérdidas materiales. Durante la madrugada, las lluvias fueron torrenciales en el prelitoral de Tarragona con máximos de precipitaciones recogidos de 450 mm en Alforja (240 mm entre las 07:00-09:30 H.L.), 415 mm en Porrera (120 mm en 1 hora) y 397 mm en Cornuella-Siurana. Posteriormente, otros núcleos convectivos se desarrollan más al noreste, siguiendo el sentido de la sierra del prelitoral. Los máximos se encuentran en la sierra de Ancosa y Sant Llorenç de Munt con valores de 200 mm. Ya por la tarde, se desarrollan nuevos núcleos en el sur de Tarragona y en el norte de Girona, ambos de ámbito más local.
Figura 1: mapa hipsométrico de del prelitoral de Tarragona
Inundaciones de este tipo en la zona de Tarragona no son insólitas. El 22 y 23 de setiembre de 1874 se produjeron las inundaciones de Santa Tecla donde perecieron 570 personas (no hay datos de lluvia de esa zona). Según datos proporcionados por el colaborador de Alforja, el 29 de setiembre de 1959 se recogieron 280 mm en poco más de 3 horas, en 1967 150 mm, 310 en Porrera. Más recientes son los 250 mm al norte del Campo de Tarragona del 8 y 9 de setiembre de 1992.
En los siguientes apartados todas las referencias horarias vienen expresadas en Tiempo Universal Coordinado U.T.C.
2. Análisis de la situación.
2.1. Superfície.
La situación sinóptica en superficie viene caracterizada a las 12 del día 9 por un anticiclón de 1028 hPa en centroeuropa que bloquea una baja Atlántica de 992 hPa. Estas estructuras se mantienen estacionarias en todo el periodo de estudio. Sobre Marruecos hay bajas presiones relativas de 1000 hPa y en Catalunya se extiende una cuña anticiclónica con presiones de 1020 hPa. A las 00, la baja de Marruecos se profundiza y se desplaza hacia el NE con núcleo de 1010 hPa en el sur de Almería. La presión desciende 2 hPa entre Baleares y África de las 12 a las 18 pero es entre 22 y las 00 cuando la presión desciende 3,5 hPa en la zona del delta del Ebro. Caidas sucesivas de la presión se van produciendo a lo largo de la costa, 1.8 hPa en Barcelona entre las 01-02 y en Blanes entre 02-03.
Figura 2. Distribución de vientos según el modelo ANA en niveles bajos.
Una masa de aire frío de 12.C está estancada a las 18 en el interior de Catalunya. La masa cálida está en el mediterráneo con la isoterma de 24 .C al sur de Baleares y 16 .C en la costa catalana. Una fuerte advección cálida se produze en la zona del delta y la temperatura sube hasta los 20 .C, dicha advección se manifiesta en horas posteriores hacia el NE, del mismo modo que la caida presión. También se observa un ascenso gradual de la temperatura en poblaciones del interior, trasladándose la frontera térmica, excepto en la zona del delta donde se mantiene el frente.
El viento, si bien inicialmente era de componente N flojo a moderado, a las 00 va rolando hacia el NE en la zona de Tarragona y Barcelona y al E entre 00-03 e intensificándose a fuerte. A partir de las 06 el viento va amainando.
Un dato destacable y de gran importancia es el viento en Maó ya a las 18 es el SE de 25 kt, a las 00 se intensifica hasta 35 kt y posteriormente vuelve a amainar hasta los 20 kt. En todo el periodo la advección cálida y húmeda en superficie es constante sobre la costa catalana.
Figura 3,4,5 y 6: Análisis sfc 18, 00 y 03 y Ploteo caida presión.
2.2. Altura.
En los análisis de altura de las 00Z en 300 hPa es de destacar una vaguada en el golfo de Cádiz y una onda secundaria en la zona de Valencia asociada con una zona oscura detectable en la imagen del VW de las 23. En 250 hPa hay un máximo de viento del S de 125 kt. Entre Zaragoza y Catalunya parece insinuarse una zona de difluencia, ésta se puede identificar en imágenes posteriores del VW. En 500 hPa la zona de salida de la vaguada asociada a la depresión del Atlántico parece transportar distintas ondas secundarias, Catalunya esta en una dorsal que posteriormente se desplaza hacia el este. La zona húmeda (_Td<6.) se extiende por el mar Balear hasta el norte de Francia; por debajo de 700 hPa esta masa se concentra a barlovento de los Pirineos, únicamente se extiende algo hacia Francia por el golfo de León. En 850 hPa es de destacar la masa fría en el interior de la península entre Madrid y Zaragoza y el fuerte gradiente térmico al sur de Palma; también se observa un chorro a niveles bajos de 30 kt apuntando a la costa catalana.
Figura 7,8 y 9. Reanálisis de altura, 850, 500 y 300 hPa.
2.3. Análisis de la estructura vertical. Índices.
La estructura vertical de la atmósfera favorece la convección profunda: altura de la tropopausa entre 13 a 15 Km y topes nubosos a -70 .C y la eficiencia: MAP=37 mm en el sondeo de Palma, siendo el 165% de su valor normal. Aunque es importante destacar los CAPN, que inhiben la convección generalizada, permitiendo su focalización y persistencia. El radiosondeo de Palma de las 12 UTC (a las 00 UTC el radiosondeo no es completo) se ajusta mejor a la estructura vertical presente en Catalunya, exeptuando la distribución de vientos. En el se observa una capa estable a 900 hPa, que llega a ser inversión en el sondeo de Murcia de las 00 UTC, favoreciendo la acumulación de humedad en capas bajas.
Los valores de CAPE's de estos sondeos son los siguientes:
| CAPN | CAPE/CAPC | NGR | |
| PALMA (12 UTC) | -19 | 2000 | 36 |
| MURCIA (00 UTC) | -116 | 611 | 30 |
Con la distribución vertical de vientos estimada sobre la costa catalana y utilizando el CAPE del sondeo de Múrcia obtenemos un NGR de 13. Recordamos que el crecimiento de supercélulas se favorece con NGR entre 5 y 50 según los experimentos de Weisman y Klemp realizados con capes superiores a 2000.
Figura 10 y 11. Sondeos de las 0 de Murcia y de las 12 de Palma.
3. Campos Derivados.
Para la obtención de los campos derivados se ha utilizado el modelo ANA cuya resolución es baja para determinar factores locales pero nos dará una idea global de la situación.
La advección de temperatura potencial equivalente (TEAD) es un indicador de las zonas donde aumenta la inestabilidad potencial cuando la advección es positiva. Al mismo tiempo nos permite situar frentes en combinación con la distribución temperatura potencial del termómetro húmedo (THW), un máximo de advección cálida bien definido lleva por detrás un frente cálido. Éste debe situarse entre el máximo de advección cálida y el gradiente máximo de THW por delante del sector cálido. A las 00 del día 10 se alcanza un máximo de TEAD (3.C/12 horas) sobre Mallorca. En la costa de Tarragona los valores son de 1.C/12 horas. Un corte vertical de THE a las 00 nos permite discernir claramente dos masas bien diferenciadas: la cálida y húmeda sobre el mar y la más seca y fría sobre el continente, ambas de espesores similares extendiéndose desde SFC hasta aproximadamente 850 hPa.
La convergencia de húmedad nos proporcionará la posibilidad de desarrollo convectivos en ambientes potencialmente inestables. A 1000 hPa se observa un aumento de la CONH desde las 12Z del dia 9 alcanzando el máximo a las 00 del día 10 con valores de -100 sobre la costa de Tarragona y -180 al SW de Mallorca y porsteriormente disminuyendo hacia las 6. En 850 hPa. predomina la divergencia y solamente a las 00 se observa un núcleo de -40 entre Tarragona y N de Castellón. En superiores niveles no ser observan valores significativos de CONH.
En la THW buscaremos zonas donde esta disminuya con la altura que corresponderán a zonas con inestabilidad potencial. A las 12 del día 9 no se observa advección alguna de THW en ningún nivel. A las 00 se produce un aumento considerable en 1000 hPa (pasa de 140 a 200 en el litoral catalán) pero es a las 06 cuando las diferencias son más acusadas entre 1000 y 850 hPa, la inestabilidad potencial es máxima a esta hora alcanzando un espesor también mayor.
Figura 12. CONH 1000 y 850 hPa, de 18 a 06.
Figura 13. ESTW 1000 y 850 hPa a 00
Presentaremos la divQ como indicador del forzamiento dinámico adiabático a escala sinóptica, siempre teniendo en cuenta las limitaciones cerca de la superficie y de la tropopausa. A niveles bajos la divQ presenta un máximo a las 00 en Baleares el cual lo podemos asociar al máximo de advección térmica generada por el chorro a niveles bajos. En el corte vertical se observa que en la costa catalana la divQ es considerable desde superficie hasta poco más de 850 hPa. Este forzamiento no es significativo en niveles superiores.
Analizando la estabilidad estática ESTW a las 00 del día 10 se observa una frontera muy marcada siguiendo la línea tierra-mar en 1000 hPa hasta 850 aunque en este nivel el gradiente es menor.
Una vez más encotramos un indicador que nos delimita la separación de dos masas de características muy distintas, la del mar potencialmente inestable y la del interior con una estabilidad acusada.
Figura 14. divQ 1000 y 850 hPa a 00
Figura 15. THW 1000 hPa a 00
Figura 16. Corte Vertical de ESTW y divQ
4. Observación remota
4.1. Imágenes de satélite.
La primera imagen disponible es de la banda IR a las 22:30. Se aprecian dos SMC's situados uno sobre Cataluña y el otro sobre Mallorca. El primero se ha formado sobre Castellón unas 2 horas antes con dos nucleos separados que posteriormente se fusionarón desplazandose hacia el NE. El segundo se formó al W de Mallorca desplazandose igualmente hacia el NE aunque más lentamente. Los topes (sobre el delta del Ebro e Ibiza) son muy elevados, claramente por encima de la tropopausa, con temperaturas de brillo entorno a -70.C y (tropopausa a 12- 13 km y T= -62.C). A las 23:00 se reduce la temperatura de los topes y se produce la unión de ambas masas nubosas.
A causa del eclipse de otoño no disponemos de imágenes hasta las 01:00. A esta hora que el SMC situado sobre tierra se ha reducido en extensión y en altura de los topes. El situado sobre el mar se mantiene pero desplazandose en dirección N. A las 01:30 el SMC situado sobre tierra ha entrado claramente en fase de disipación produciendose la fusión con el situado sobre elmar que se reactiva alcanzando la máxima altura sus topes.
A las 02:00 se aprecia el lento desplazamiento del SMC hacia el NE entrando en fase de disipación.
En las cimas de la sierra prelitoral en Tarragona se aprecia la formación de nucleos convectivos muy pequeños con temperaturas de brillo de -48.C co una estructura en forma de cadena dentro de lo que probablemente es un frente de rachas del SMC situado en esos momentos sobre el sur de Lérida.
A las 03:00 se aprecia la formación incipiende de un nucleo convectivo muy potente en el extremo de la cadena anteriormente citada. A las 03:30 este nucleo ha crecido en forma explosiva sobre la sierra prelitoral y alcanza ya temperaturas de brillo de -68.C cerca del límite de las provincias de Lérida y Tarragona. Su aspecto, a pesar de su pequeño tamaño, tiene una apariencia en forma de V que da idea por un lado de los fuertes vientos del SW en niveles altos y que es un sintoma de severidad de los nucleos convectivos. Esta forma nos la confirma la imagen de WV de las 04:00 donde se aprecia con mucha mayor claridad.
Figura 17. Imágen IR a 03.
A las 05:00 (IR) la nubosidad alta asociada a este nucleo convectivo se ha extendido a un área mucho mayor en dirección NE, abarcando en estos momentos toda el centro de Cataluña y manteniendo el vértice en la misma posición (Alforja). A partir de las 05:30 se une a la nubosidad residual del SMC situada ya en el sur de Francia. A las 05:30 comienza a debilitarse especialmente en el extremo NE quedando reducida la parte más áctiva a las 06:30 a la zona originaria limitrofe entre las provincias de Barcelona, Lérida y Tarragona y se observa igualmente una gradual perdida de la forma originaria que en resto del día corresponderá a formas aproximadamente ovaladas.
A las 07:00 se aprecia una fuerte reactivación con un nuevo nucleo con temperatura de brillo menor de -68.C, mayor que el incial de las 03:30 y situado ligeramente al E, ya en la provincia de Lérida cerca del límite entre las provincias de Lérida, Tarragona y Barcelona. A las 07:30 aparece otro nucleo con temperatura de brillo inferior a -68.C ligeramente al W del segundo (practicamente en la misma posición que el de las 03:30) y un cuarto nucleo al NE.
En las imágenes del NOAA-12 de las 07:06 se aprecia la estructura del nucleo con temperatura de brillo inferior a -68.C que se extiende por encima de la cordillera prelitoral y el macizo de Montserrat.
En la siguiente imagen de IR a las 08:00 el nucleo con temperatura de brillo inferior a -68.C abarca todos los nucleos anteriores y cubre un área del SE de la provincia de Lérida y Norte de Tarragona que se extiende a sobre la sierra pre-itoral y parte del llano. El área de con temperatura inferior a -64.C se extiende, en forma de elipse, hacia el NE y E dejando el nucleo con temperatura más baja (inferior a - 68.C) en el extremo noroccidental. A las 08:30 alcanza su mayor extensión abarcando la nubosidad asociada toda Cataluña, una estrecha franja del mar proximo a la costa y la vertiente norte de los Pirineos. En total unos 40.000 km2. El área de temperatura de brillo inferior a -60.C abarca una superficie aproximada de unos 25.000 km2 y la de temperatura de brillo inferior a -68.C unos 6000 km2.
A partir de las 09:00 el sistema se debilita rápidamente desapareciendo casí las zonas con T < -68.C y a partir de las 10:00 comienza a reducirse rápidamente el área con T < -64.C a la vez que nace un nuevo nucleo convectivo con T < -64.C sobre la sierra pre- litoral al sur de Tarragona.
A las 11:30 queda un área de T < -64.C en el NW de la provincia de Gerona con un nucleo de T < -68.C en el límite de la provincia con la de Barcelona). El nucleo de Tarragona continua aumentando de tamaño con una forma ovalada.
4.2. Rayos.
Es remarcable la ausencia de actividad eléctrica hasta después del amanecer del día 10, cuando ya hacía rato que las lluvias eran torrenciales. Los pocos rayos de las primeras horas del día pertenecen a los SCM iniciados el día anterior, uno en la costa de València y el otro al S de Baleares. Sabemos que el río Cortiella, al paso por Porrera experimenta dos crecidas, una entre las 4 y las 6 (aún sin rayos) y la otra entre las 8 y 10 UTC (ésta sí que es coherente con los rayos, ya que sigue a la máxima actividad eléctrica).
Figura 18. Distribución temporal de los rayos en períodos de una hora.
No es la primera vez que se observan lluvias torrenciales sin actividad eléctrica en la costa catalana. Parece que para lluvias originadas por efecto de disparo (inestabilidad latente y/o potencial) y en ausencia de advección fría notable en la troposfera media y alta, la actividad eléctrica es muy dependiente de la THW en SFC. La costa catalana actúa de frontera térmica, y diversos factores como el viento o la orografía hacen posible pequeñas ondulaciones de la misma, que lo son de THW.
A partir de las 6 UTC ya podemos estudiar el ciclo de vida del SCM. Sabemos que el comportamiento ideal empieza con una fase de formación con un aumento repentino de las NT(-) y poquitas NT(+), básicamente concentradas en las zonas convectivas. A continuación viene la fase de madurez, donde además de la zona convectiva ya se ha formado una ancha área estratiforme. Las NT(+) aumentan y se extienden hacia la zona estratiforme. Las NT(-) se estabilizan. Finalmente, la fase de disipación, donde los núcleos convectivos han perdido organización , pero la zona estratiforme puede durar mucho.En esta fase la proporción de NT(+) es superior a la de NT(-).
Así pues, un aumento repentino de las NT(+) suele coincidir con la reactivación de los núcleos convectivos y suelen estar concentradas en las zonas de conveción más activa.
Las NT(+) suelen ser menos numerosas pero aumentan en proporción relativa cuando la zona estratiforme esta bien definida.
Observamos que la distribución de rayos se ajusta bastante bien a este comportamiento. Entre las 6 y las 8 tenemos un aumento repentino de NT(-) que corresponde a una reactivación del sistema, básicamente en el prelitoral de Tarragona. Entre las 9 y las 13 tenemos el máximo relativo de NT(+) correspondiente a la zona estratiforme de diversos núcleos. A partir de las 13 se activa mucho un núcleo en el Baix Empordà (NE de Catalunya).
5. Conclusiones.
1. Un "jet sreak" más una onda en altura fueron suficientes para provocar una caida de presión en la zona del delta del Ebro tres horas antes del inicio del desarrollo del núcleo.
2. La presencia de un LLJ también contribuyó a incrementar el descenso de la presión en dicha zona debido a la fuerte advección de aire cálido y húmedo.
3. El paso de un sistema convectivo por la zona aunque aparentemente no modificó ni el campo de presión, ni el de temperatura ( no se detecta la mesoalta, ni rachas de salida en las estaciones automáticas) si que tiene conexión con el posterior crecimiento del núcleo en Alforja pues las imágenes de satélite así lo indican. De su flanco sur se extiende un apéndice cuyo extremo se situa en la zona de Alforja.
4. La orografía de la sierra del prelitoral de Tarragona fué la justa para liberar la inestabildad latente y potencial, actuando de manera selectiva y colaborando al forzamiento vertical de la masa húmeda y cálida advectada por el LLJ. Los máximos de precipitación se desplazaron hacia Girona siguiendo la sierra prelitoral.
5. La frontera térmica en esta zona se mantiene invariable durante todo el periodo de precipitación favoreciendo la focalización en esta zona orográfica. 6. La estructura vertical de la atmósfera, con inestabilidad condicional (latente, y consecuentemente, también potencial), favoreció que la convección, una vez disparada, fuera eficiente y profunda.
7. La distribución vertical del viento contribuyó a que el núcleo en cuestión, fuera autorregenerativo y casi estacionario. El caso más favorable se alcanza cuando entran en fase dos máximos, el de la alta troposfera y el de la baja, como debió ocurrir entre las 03 y 06 en el prelitoral de Tarragona. El máximo de 250 hPa es un paquete del SJ y el LLJ corresponde a la ciclogénesis de Argelia, y potenciado por el máximo de 250 hPa.
Referencias
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