Sistema Predicción de galernas - Isabel Lete

MODELIZANDO LA GALERNA AGEOSTRÓFICA DEL CANTÁBRICO Isabel Lete 2013

1

MODELIZANDO LA GALERNA

AGEOSTRÓFICA DEL

CANTÁBRICO

Getxo, 2013

Autora: Isabel Lete


2

RESUMEN .......................................................................................................................................................... 3

OBJETIVO .......................................................................................................................................................... 4

FENOMENOLOGÍA ........................................................................................................................................... 5

DESCRIPCIÓN DE LA HERRAMIENTA ....................................................................................................... 10

VARIABLES METEOROLÓGICAS Y OCEANOGRÁFICAS .................................................................................................. 10

FUENTES EXTERNAS ....................................................................................................................................................................... 11

RECOGIDA DE DATOS: ENLACES ............................................................................................................................................... 12

FUENTES PROPIAS ............................................................................................................................................................................ 13

IONIZACIÓN DEL AIRE ............................................................................................................................13

DESVÍO MAGNÉTICO .............................................................................................................................13

EQUIPAMIENTO RAYMARINE ................................................................................................................14

ESTACIÓN METEOROLÓGICA .................................................................................................................15

TOMA DE DATOS ........................................................................................................................................... 17

FORMULACIÓN UTILIZADA ........................................................................................................................ 25

DISTANCIA RECORRIDA POR LA PERTURBACIÓN ....................................................................................25

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA PERTURBACIÓN ...........................................................................25

INTENSIDAD DEL VIENTO.......................................................................................................................26

VIENTO AGEOSTRÓFICO ........................................................................................................................28

ALGORITMOS Y CORRECCIONES ............................................................................................................30

ECUACIONES DE LA HIDROSTÁTICA .......................................................................................................31

CALCULADORAS ............................................................................................................................................ 32

ANÁLISIS DE LOS DATOS: BALANCE MESOESCALAR ........................................................................... 34

ANÁLISIS DE LOS DATOS: BALANCE LOCAL ........................................................................................... 34

RESULTADOS: CRITERIOS DE ALARMAS ................................................................................................ 35

PROCEDIMIENTO DE PREDICCIÓN ........................................................................................................... 38

CONCLUSIONES .............................................................................................................................................. 38

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................... 40

GLOSARIO ....................................................................................................................................................... 41

LISTADO DE FIGURAS .................................................................................................................................. 42


3

RESUMEN

La galerna ageostrófica del Cantábrico es un fenómeno adverso englobado en las perturbaciones atrapadas

en la costa (Coastally Trapped Disturbances, CTD) que lanza a lo largo de la costa cantábrica un chorro de

ráfagas de viento súbito y violento de componente WNW y que se desplaza de oeste a este entre los meses

de mayo a octubre intensificándose en el Cantábrico oriental (figura 7) ; su peligrosidad viene dada por la

dificultad de su predicción ya que tanto la dirección de las violentas rachas de viento como su

desplazamiento son ageostróficas, esto es, perpendicular al gradiente de presión mesoescalar.

La galerna ageostrófica aparece en el momento en que por la mar entra una masa de aire fría y húmeda

(Marine Boundary Layer, MBL) y sobre ella, procedente de tierra, otra masa de aire caliente y menos

húmeda que ejerce de tapón. En el caso de que se den ciertos factores generadores se desarrolla la

perturbación en la MBL (figura 2).

Las perturbaciones californianas conocidas como “southerlies”, “Californian Eddies” o “Wind Reversals” han

sido profusamente estudiadas durante las últimas décadas (Reason. et alter, 1999) y después de varias

hipótesis, han llegado a la conclusión de que dichas perturbaciones se propagan como una onda de Kelvin

con tres capas atmosféricas, en nuestro caso, estudiamos también la capa superficial marina, el afloramiento

de aguas profundas (upwelling) que antecede a la perturbación, y su interacción con la capa adyacente

atmosférica por su importancia a nivel conceptual en cuanto a la comprensión de la génesis del fenómeno.

El estudio de campo consiste en dos campañas de recogida de datos (atmosféricos: Presión a nivel de mar

(SLP), Temperatura del aire a nivel de mar (SLT), humedad relativa a nivel de mar (SLh), dirección del viento

(Wdir), velocidad del viento (Wsp), dirección de las rachas (gust dir), intensidad de las rachas (gust sp),

ionización del aire (Ion-), y oceanográficos: SST, SSS, marea y estado de la mar, olas, nubes, lluvia y

visibilidad) de diferentes fuentes y de una estación colocada a bordo del “Lete V” que nos proporciona datos

minutales en diferentes puntos de la costa vasca y su posterior análisis.

Debido a la naturaleza del fenómeno, el hecho de que estas rachas de viento ageostrófico no se

correspondan con el balance geostrófico ni en intensidad, ni en dirección ni en velocidad de desplazamiento,

los datos obtenidos a bordo del “Lete V” son de gran valor, ya que no hay otros registros con la frecuencia

adaptada a la duración de las rachas (entre 2 y 5 minutos) en las que la intensidad del viento pasa de 0 hasta

100 km h-1 en pocos segundos para ir decayendo paulatinamente (figura 4). La frecuencia de recogida de

datos en nuestra estación es de cada 1 minuto, mientras que en las estaciones fijas de EUSKALMET es de 10

minutos y en las de AEMET de 30 minutos.


4

OBJETIVO

El objeto del presente trabajo es el diseño de un sistema complejo de predicción de las galernas con el

tiempo suficiente (3 horas) para la prevención de la población costera y la minimización de sus efectos

adversos. Dicho sistema tiene en cuenta la combinación de la variación de las variables a niveles sinóptico,

mesoescalar y local.

El sistema estaría basado en una aplicación pública que incluyese el balance mesoescalar de la evolución de

las variables meteorológicas y oceanográficas proporcionadas por las estaciones fijas costeras, boyas,

sondeos y satelitales, al que cada usuario pudiese conectar su estación local y sensores propios y obtener

como resultado la previsión del fenómeno adverso en tiempo e intensidad en su localidad.

figura 1: sistema de predicción de la galerna ageostrófica

La herramienta que describiré a continuación es la que nos facilitará los balances mesoescalar y locales y es

la que estaría integrada en la aplicación con acceso público, y ha de estar, por lo tanto, alimentada y

actualizada “on line” de los datos proporcionados por las diversas estaciones. La importancia de esta

herramienta son los algoritmos, las ecuaciones y los criterios de alarmas elaborados para el cálculo de las

tendencias de las diferentes variables y los gradientes que se describen en el capítulo “formulación

utilizada”.


5

FENOMENOLOGÍA

La galerna ageostrófica aparece en el momento en que por la mar entra una masa de aire fría y húmeda

(MBL) y sobre ella, procedente de tierra, otra masa de aire caliente y menos húmeda que ejerce de tapón.

Durante el día la tierra se calienta y por el efecto Föehn el aire que entra por Cádiz asciende sufriendo un

enfriamiento adiabático seco (-1º/100m) y perdiendo humedad, para seguir su ascenso por un proceso

adiabático saturado (-0,5ºC/100m). Atraviesa la meseta castellana en dirección Burdeos y al bajar por la

cornisa cantábrica, desciende sufriendo un calentamiento adiabático saturado (+1º/100m) por el que esta

masa de aire es más caliente y menos húmeda que cuando entró por Cádiz. Este proceso convectivo hace

que se produzca una baja térmica mesoescalar sobre tierra que tiende a rellenarse por una advección de aire

más frío y húmedo procedente de la mar. Este transporte de aire es el viento de la galerna.

figura 2: Efecto Föehn y advección del aire marino frío y húmedo MBL.

El viento de la galerna es un flujo ageostrófico que responde a los intensos gradientes mesoescalares de

presión que se producen a lo largo de la costa. P al W y P al E. Esta tendencia barométrica opuesta es

debida al flujo a escala sinóptica a 850 mb y a la advección de masas de aire frío del NW y cálido del SW con

fuerte contraste térmico en la interfase, sobre el Cantábrico.

figura 3: mesobaja


6

Figura 4: rachas de viento ageostrófico

Este comportamiento ageostrófico del viento se puede apreciar en las siguientes perturbaciones, cuya

clasificación propongo:

1. Galerna ageostrófica pura

2. Dos Subtipos: comportamiento ageostrófico de temporales:

2.1. Frente Frío: incremento de la intensidad del viento.

2.2. Línea de turbonada: caída de la dirección hacia el W, WNW e incremento en la intensidad.

La galerna corta de manera brusca un caluroso y apacible día de verano, su disparo supone el rápido role del

viento de sures flojos y variables al oeste y noroeste, un descenso brusco del termómetro de más de 7 en

20 minutos y un ascenso igualmente precipitado de la humedad. Definida como un viento muy fuerte y

racheado de F>7 (>60 km h-1 >30 nudos >14 m s-1), acompañado o no de precipitaciones, se puede producir

en la costa cantábrica asociada a fenómenos de ciclogénesis, líneas de turbonada, frentes fríos y cálidos y

también por un proceso ageostrófico mesoescalar que vamos a definir aquí como “la galerna ageostrófica

del Cantábrico”, y cuyas características son las siguientes:

Diferencia entre la temperatura del aire y la del agua > 8 formación de estratos

SST/air T >8 y SST cayendo 1 /12h y upwelling; Tª aire en rápido ascenso desde la mañana y

formación de Str y Cu sobre Matxitxako.

Nubes altas previas: Cs densos; CiCu muy abundantes; CiSt que acompañan al chorro en altura y

yunque de CuNb sin base. Bochorno. Aparecer una pared de bruma unas 10 millas mar adentro.

Pueden aparecer cúmulos en la vertical de Cabo Matxitxako, que se deshacen y vuelven a generase.

Unos 20 ó 30 minutos antes de la galerna, penetran estratos bajos desde la mar hacia tierra.

De mar llana a mar gruesa.

Tª del aire: superior a 27 C junio, 30 C julio y agosto y 29 C septiembre

Humedad relativa en descenso hasta: h: en torno al 40%.

Se produce después de dos días de NE con upwelling.


7

Viento débil terrestre muy caliente, de dirección variable de componente sur con sensación de

bochorno (h>40%). Al ascender rápidamente genera P entrando el chorro de aire frío y

húmedo del NW.

A escala sinóptica: SL: B1 frente a Finisterre (aire caliente SW) y B2 sobre cantábrico (cuña aire frío

NW)

Nube rollo al aproximarse-generarse (shelf cloud)

Al nivel de 850 mb: ∆T Finisterre – Higer => 8 C

Al nivel de 500 mb: ∆T Finisterre – Higer => 4 C

Al nivel de 300 mb: convergencia ondulatoria aire frío /cálido ; chorro del SW Algarbe – Burdeos

Velocidad de la propagación: U: desde 6 8 ms-1 en Asturias hasta 20 ms-1 en Donostia

Intensidad del viento: v: velocidad del viento mayor de 20 ms-1.

Dirección de propagación: a lo largo de la costa cantábrica de W a E.

Proveniencia del viento: WNW-NW

Gradiente de Presión y tendencia: P: 5 mb en 50 km y descenso de 6mb en 6 h. antes.

Gradiente de Temperatura y tendencia: T: 13 C en 30 km y descenso de 20 C en 20 m después.

Altura del chorro: z: el alcance vertical no supera los 500 – 600 m

Caída pronunciada de Presión = 6mb en 6h anteriores al disparo de la perturbación con vientos

flojos de componente sur.

figura 5: SSP

Evolución de la presión atmosférica a nivel del mar SSP al paso de una galerna en un punto de la costa vasca (04042006 – 08028 San Sebastián AEMET).

La galerna ageostrófica recorre 450 km en unas 6 h. Se pueden distinguir tres zonas. La primera, entre Avilés

y Cabo Mayor: la zona de desarrollo, en la que el viento no llega a la escala de fuerte. Entre Oriñón y Biarritz

se encuentra la zona de máxima intensidad. En ella el viento medio en la costa alcanza los 80 km h-1, con

rachas cercanas a 100 km h-1 y descensos de temperatura de 12 en 20 minutos. A partir de Biarritz la

galerna entra en su fase de disipación. La velocidad de desplazamiento de la galerna aumenta conforme se

propaga hacia el este, a 6 m s-1 entre Avilés y san Vicente y 8 m s-1 entre Santander y Biarritz, alcanzando su

valor máximo, 20 m s-1, en Zarautz y Donostia, disminuyendo posteriormente. Su mayor intensidad se

produce en la línea costera, disminuyendo rápidamente hacia el interior. Mar adentro la galerna afecta a una

extensión de no más de 20 millas a partir de Cabo Higer descendiendo su intensidad muy rápidamente según

nos alejamos de la línea costera.


8

figura 6: área de propagación de una galerna ageostrófica

La galerna ageostrófica es bastante superficial. Está limitada a la parte más baja de la troposfera, por debajo,

de los 600 m. El viento es máximo en los niveles inferiores, disminuyendo con la altura.

figura 7: onda de Kelvin de tres capas y superficie marina.

El chorro costero es debido a la persistencia de una estructura baroclínica en el nivel más bajo de la

atmósfera y su estructura está en función de la pendiente de la fuerte inversión que indica el espesor entre

las capas atmosféricas. Si enfrentamos las dos capas (MBL: desde la superficie de la mar hasta los 850 hPa y

la inversión: desde los 850 hPa hasta los 500 hPa), es evidente que existe un gradiente térmico en tierra que

en condiciones normales provoca las brisas del NE. Sin embargo, es el gradiente térmico de la capa más baja

lo que transforma el transporte del aire en un chorro ageostrófico constituyendo el efecto costero llamado

galerna.


9

figura 8: estructura del jet costero: MBL, inversión, superficie marina, orografía costera

En el recorrido que efectúa la galerna a lo largo de la costa cantábrica de oeste a este, el viento tiende a

acelerarse en los lugares en los que la costa se separa de la dirección del flujo, a la salida de los cabos, lo que

aumenta la mesobaja y hace que tanto la velocidad del desplazamiento de la perturbación como la

intensidad del viento vayan en aumento apreciándose su mayor velocidad entre Zarautz y Donostia.

figura 9: desplazamiento de la galerna ageostrófica

La estructura térmica también juega un rol predominante en la generación de la galerna, aumentando su intensidad por el efecto topográfico.

figura 10: estructura térmica


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DESCRIPCIÓN DE LA H ERRAMIENTA

La herramienta que he elaborado para el análisis de los datos de este estudio, está basada en un estudio

empírico de la variación de las variables atmosféricas y oceanográficas intervinientes en la generación de

este fenómeno en tiempo y distancia y consiste básicamente en unas hojas EXCEL con tablas

correspondientes para la recogida de datos (fuentes y variables) y el análisis de los datos (balances

mesoescalar y locales) para la predicción del advenimiento de una perturbación en tiempo e intensidad.

VARIABLES METEOROLÓGICAS Y OCEANOGRÁFICAS

Siendo las variables meteorológicas a nivel de la superficie de la mar: Presión, Temperatura, Humedad

relativa, Dirección del viento, Velocidad de la racha de viento; las variables oceanográficas: estado de la

marea, temperatura de la superficie del agua, salinidad de la superficie del agua; calidad del aire:

concentración de iones negativos; y estado de la mar, olas, nubes, lluvia y visibilidad.

Hay dos tablas para cada mes, una para el balance mesoescalar y otra para el balance local con una

periodicidad de desde cada 6 horas hasta cada 1 minuto según se aproxime la perturbación.

A continuación mostramos la imagen de la hoja correspondiente a los datos locales: las filas en las que

aparecen las variables y las tendencias de evolución en el tiempo de la Presión, la Temperatura y la

Humedad relativa, y las columnas en las que se van introduciendo los valores en cada momento, (figura 11).

SL LETE V data

RCMA

[hh,00]

UTC

P

[mb]

T

[ºC]

h

[%]

Wdir

[º]

Wsp

[m/s]

gust

[º]

gust

[m/s] P/h h h/h

AIR

ION +

SST

/air T

pH-15cm

ASPECT

SST

-80cm

SST

sat

SST

/air T

tide

UTC

clouds/

cover

rain/

visIb[nm]

sea dir/

height20130501 8,5 1014 9 80 high

figura 11: variables locales

Seguidamente mostramos la imagen de la hoja correspondiente a los datos mesoescalares: las filas en las

que aparecen las variables de la Presión, la Temperatura, la Humedad relativa reducidas a nivel de mar y la

dirección e intensidad del viento y la Temperatura a 850 hPa y 500 hPa; y en las columnas se van

introduciendo los valores en cada momento, (figura 12). Los datos provienen de los sondeos hidrostáticos de

A Coruña, Santander y Arteaga y de las estaciones fijas en Punta Galea de EUSKALMET y AEMET. Estos

últimos datos serán substituidos por los propios de abordo cuando se aproxime un evento debido a la

periodicidad de la obtención de los mismos que con el equipo de abordo llega hasta 1 minuto, lo que es

imprescindible para detectar y analizar las rachas que constituyen el fenómeno de la galerna.


11

SLP SLT SLh SLWdir SLWsp 850 T 500 T SLP SLT SLh SLWdir SLWsp 850 T 500 T SLP SLT SLh SLWdir SLWsp

mdd hh hPa ºC % º knot hPa ºC % º knot hPa ºC % º km/h

501 00Z 1011 11,4 82 35 17 0,2 -19,1 1009 9,4 73 220 6 3 -26,3 1007,5 9,7 83 139 19,4

2013

08001 A Coruña 67m 08023 Santander 59m Punta Galea 1,2m+63???

figura 12: datos mesoescalares

En la tabla siguiente, se efectúa el cálculo de los gradientes y las tendencias de la Presión y la Temperatura,

(figura 13). Los algoritmos utilizados se explican en el capítulo de formulación.

SLP SLT SLh SLWdir SLWsp 850 T 500 T P/h T/h h/h

mdd hh hPa ºC % º knot

-3,5 -2 -0,5 -0,2 2,8 -7,2 501 00Z

-4,5 1,4 -0,8 1,6 0,6 -4,6 12Z 1013,1 16,6 43 142,5 1,9 2,4 -24,5 -1,9 4,1 0,8 0,6 -6,4 5,5 1,4 -4

365 km 63 km 365 km 95 km 460 km

SLP

Art-A Cor

SLT

Art-A Cor

850 T

Art-A Cor

500 T

Ar-A Cor2013

500 T

Std/A Cor

ARTEAGA 25m SLP

Art-Std

SLT

Art-Std

850 T

Art-Std

500 T

Art-Std

SLP

Std-A Cor

SLT

Std-A Cor

SLP

Galea-Std

SLT

Galea-Std

850 T

Std/A Cor

figura 13: gradientes y tendencias mesoescalares

A continuación mostramos los cálculos de los gradientes mesoescalares entre A Coruña y Punta Galea,

(figura 14). Cuando hay 4 hPa menos en la estación más hacia el oeste, iniciamos el estado de alerta.

mdd hh

-3,5 -2 -0,5 -0,2 2,8 -7,2 501 00Z

365 km 63 km 365 km

2013

500 T

Std/A Cor

SLP

Std-A Cor

SLT

Std-A Cor

SLP

Galea-Std

SLT

Galea-Std

850 T

Std/A Cor

figura 14: gradiente mesoescalar

En la estación de Arteaga sólo se lanza un sondeo diario a las 12:00, por lo que no sirven para la predicción

pero sí para el análisis posterior de la situación de la atmósfera ante una perturbación. En la tabla a

continuación aparecen la toma de datos y el cálculo de los gradientes con las estaciones hacia el oeste,

(figura 15).

SLP SLT SLh SLWdir SLWsp 850 T 500 T P/h T/h h/h

mdd hh hPa ºC % º knot

501 00Z

12Z 1013,1 16,6 43 142,5 1,9 2,4 -24,5 -1,9 4,1 0,8 0,6 -6,4 5,5 1,4 -4

95 km 460 km

SLP

Art-A Cor

SLT

Art-A Cor

850 T

Art-A Cor

500 T

Ar-A Cor2013

ARTEAGA 25m SLP

Art-Std

SLT

Art-Std

850 T

Art-Std

500 T

Art-Std

figura 15: datos y gradientes en Arteaga

FUENTES EXTERNAS

El estudio práctico incluye la toma de datos diarios sistemáticos de imágenes satelitales, y datos sobre la

Presión a nivel de la mar, y la Temperatura y salinidad de la superficie de la mar proporcionados por

diferentes satélites; de los sondeos en A Coruña, Santander y Arteaga a nivel de 850 mb y 500 mb; de las

estaciones fijas a nivel de mar en A Coruña, Santander, Arteaga y Punta Galea, de estaciones fijas en puertos

y boyas que sean interesantes coyunturalmente, y propios a bordo del motovelero Lete V. En el siguiente

apartado incluyo los enlaces a las diferentes fuentes que proporcionan estos datos públicamente.


12

RECOGIDA DE DATOS: ENLACES

http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/ultimosdatos?k=pva&l=1059X&w=0&datos=img&x=h24&f=Todas (sólo día y

resumen 7 días)

http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/satelite/masas (eumesat + Tª mar)

http://www.wetterzentrale.de/pics/m7slp.html (SLP + satellite image)

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsngpeur.html (día en curso NAVGEM 850 - 500)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/arteaga.apl?e=5 (7 currrent days at 12:00)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/lectur.apl?e=5&campo=C042-Punta%20Galea

http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

http://www.ogimet.com/

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/contenidos/informacion/cli_2012/es_clieus/es_me2012.html (informe

mensual)

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsreaeur.html (histórico 850/500)

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fssatms1.html (imágenes satelitales)

http://imkhp2.physik.uni-karlsruhe.de/~muehr/archive.html Meteosat-Archive (Uni KA)

http://www.aemet.es/es/eltiempo/prediccion/maritima?opc1=0&opc2=0&zona=can1 (predicc. marítima 3 días)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y001&tipo=s (SS salinidad)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y001&tipo=m (Matxitxako

buia P, T, W, 3 días en curso)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/oceano/itsas.apl?e=5 (predicción eusk. + SL)

http://www.aemet.es/es/eltiempo/prediccion/modelosnumericos/hirlam (SLP aemet)

http://calipso.puertos.es/Mareas/Principal.php?Estacion=3110&Lenguaje=eng (Bilbao marea)

http://www.tablademareas.com/es/vizcaya/bilbao (buen diseño web: tide/P/T/h/wind UTC+2)

http://www.nwcsaf.org/HD/MainNS.jsp (satélites)

http://www.ecmwf.int/samples/d/inspect/catalog/samplers/banner/mean_sea_level_pressure_and_24h_cumulated_precipit

ations!228!Europe!msl!pop!od!oper!w_mslrain!2011043000!!/ (ECMWF EFI índice de rareza)

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y002&tipo=m (presión boya

Donostia)

http://www.meteociel.fr/modeles/archives/archives.php?day=12&month=8&year=1912&hour=12&map=0&mode=0

(historico)

http://www.weatheronline.co.uk/cgi-

bin/expertcharts?LANG=en&MENU=0000000000&CONT=euro&MODELL=nogaps&MODELLTYP=1&VAR=atlwest&HH=6

&BASE=-&WMO=03238&ZOOM=0

http://www.meteociel.fr/observations-meteo/pression.php (mesobaja)

http://www.puertos.es/oceanografia_y_meteorologia/redes_de_medida/index.html (SS salinity)

http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/ultimosdatos?k=pva&l=1059X&w=0&datos=img&x=h24&f=Todas

http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/satelite/masas

http://www.wetterzentrale.de/pics/m7slp.html

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsngpeur.html

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/arteaga.apl?e=5

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/lectur.apl?e=5&campo=C042-Punta%20Galea

http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

http://www.ogimet.com/

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/contenidos/informacion/cli_2012/es_clieus/es_me2012.html

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsreaeur.html

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fssatms1.html

http://imkhp2.physik.uni-karlsruhe.de/~muehr/archive.html

http://www.aemet.es/es/eltiempo/prediccion/maritima?opc1=0&opc2=0&zona=can1

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y001&tipo=s

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y001&tipo=m

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/oceano/itsas.apl?e=5

http://www.aemet.es/es/eltiempo/prediccion/modelosnumericos/hirlam

http://calipso.puertos.es/Mareas/Principal.php?Estacion=3110&Lenguaje=eng

http://www.tablademareas.com/es/vizcaya/bilbao

http://www.nwcsaf.org/HD/MainNS.jsp

http://www.ecmwf.int/samples/d/inspect/catalog/samplers/banner/mean_sea_level_pressure_and_24h_cumulated_precipitations!228!Europe!msl!pop!od!oper!w_mslrain!2011043000!!/

http://www.ecmwf.int/samples/d/inspect/catalog/samplers/banner/mean_sea_level_pressure_and_24h_cumulated_precipitations!228!Europe!msl!pop!od!oper!w_mslrain!2011043000!!/

http://www.euskalmet.euskadi.net/s07-5853x/es/meteorologia/selsensorB.apl?e=5&cod_esta=Y002&tipo=m

http://www.meteociel.fr/modeles/archives/archives.php?day=12&month=8&year=1912&hour=12&map=0&mode=0

http://www.weatheronline.co.uk/cgi-bin/expertcharts?LANG=en&MENU=0000000000&CONT=euro&MODELL=nogaps&MODELLTYP=1&VAR=atlwest&HH=6&BASE=-&WMO=03238&ZOOM=0



http://www.meteociel.fr/observations-meteo/pression.php

http://www.puertos.es/oceanografia_y_meteorologia/redes_de_medida/index.html


13

FUENTES PROPIAS

A bordo del motovelero “Lete V” contamos con el siguiente equipamiento para la toma de datos de las

variables atmosféricas y oceanográficas:

IONIZACIÓN DEL AIRE

El medidor de la concentración de Iones nos indica la diferencia de potencial que se está produciendo en la

MBL entre la base de las nubes y la superficie marina – costera (figura 16). En función de la

electronegatividad del aire circundante, se podría llegar a predecir en tiempo e intensidad el advenimiento

de una perturbación. Como ejemplo indicar que valores entre 0 y -6 indican una atmósfera estable, sin riesgo

de perturbación; valores entre -10 y -30 indican que el tiempo está empeorando paulatinamente y valores

entre -60 y -120 la inminencia de una perturbación. Estos valores son meramente orientativos, y para poder

basar la previsión en esta variable haría falta otro equipamiento más veraz, mejor calibrado, de mayor

calidad y que incluso proporcionase el tipo de Iones y la concentración que preceden a una perturbación.

figura 16: Ionización del aire previo a la perturbación

El aparato que utilizamos abordo es un KT-401P AIR ION TESTER (P.H)

figura 17: medidor de Iones

DESVÍO MAGNÉTICO

Ante la posibilidad de que el paso de la galerna provoque una perturbación electromagnética, se realizarán

comprobaciones de las variaciones del compás magnético comparándolas con la orientación proporcionada

por el sistema no magnético basado en la tecnología GPS – cartografía electrónica ECDIS. Hay que reseñar la

dificultad de esta medición debido a los movimientos del propio barco y a la pequeña escala previsible de

esta variación.


14

EQUIPAMIENTO RAYMARINE

El barco cuenta con un sistema de navegación meteorológica, el DISPLAY SERIE-C de RAYMARINE que entre

otros está compuesto de los siguientes sensores: anemómetro, termómetro de agua situado a -80 cm,

corredera, posicionamiento GPS, cartografía electrónica, Radar, sonda, piloto automático y VHF con DSC y

dos compases magnético y giroscópico.

figura 18: diagrama del equipo Raymarine

figura 19: salida de datos del equipo Raymarine


15

ESTACIÓN METEOROLÓGICA

Hemos instalado abordo una estación meteorológica americana diseñada y ampliamente utilizada para la

medición de este tipo de fenómenos adversos en las costas californianas. Su calibración es encomiable y los

datos que proporciona congruentes con los proporcionados por diversas fuentes. Por su capacidad, calidad y

exactitud de recogida de datos y su fiabilidad, constituye el instrumento principal de este estudio.

Es un sistema de Weather Wise Instruments constituido por un grupo de sensores (figura 20) que cuenta con

termómetro de aire, anemómetro, barómetro, pluviómetro, higrómetro y alimentador solar conectado vía

wifi con una pantalla táctil de salida de datos (figura 21) y un software de control instalado en un PC desde

donde se ajusta el equipo y se accede a los datos (figura 22).

figura 20: sensores de Weather Wise

figura 21: pantalla de la estación Weather Wise


16

figura 22: salida a PC de la estación Weather Wise

A continuación mostramos toda la serie de datos que nos proporciona la estación Weather Wise y cómo los

almacenamos en archivos EXCEL en el PC (figura 23); de este almacenamiento extraemos sólo los datos

relevantes para nuestro estudio.

No Time

interval

min

indoor h

[%]

indoor T

[ºC]

outdoor h

[%]

outdoor T

[ºC]

Absolute P

[Hpa] wind [knt] gust [knt]

at RCMA

N+90=E

direction

Relative P

[Hpa]RCMA 01/06/2013 0:22 10 57 17.2 85 13.9 1026.1 5.2 9.3 SW 1020.9

RCMA 01/06/2013 0:32 10 57 17.1 86 13.9 1026.3 3.9 7.2 SW 1021.1

No Time

interval

min

indoor h

[%]

indoor T

[ºC]

outdoor h

[%]

outdoor T

[ºC]

Absolute P

[Hpa] wind [knt] gust [knt]

at RCMA

N+90=E

direction

Relative P

[Hpa]

Dewpoint

[ºC]

Windchil

[ºC]Rainfall

[mm/h]

Rainfall

[mm/24h]

Rainfall

[mm/week]

Rainfall

[mm/mont

h]

Total

Rainfall

[mm] Wind [bft] Gust [bft]

RCMA 01/06/2013 0:22 10 57 17.2 85 13.9 1026.1 5.2 9.3 SW 1020.9 11.4 11.7 0.0 1.5 66.9 157.2 594.9 2 3

RCMA 01/06/2013 0:32 10 57 17.1 86 13.9 1026.3 3.9 7.2 SW 1021.1 11.6 13.0 0.0 1.5 66.9 156.9 594.9 2 3

figura 23: datos proporcionados por la estación Weather Wise


17

TOMA DE DA TOS

La toma de datos se realiza cada 6 horas los datos sinópticos y mesoescalares y cada 10 minutos los locales

en los días sin riesgo de galernas, y llegando los locales hasta cada 1 minuto cuando se pueda producir un

evento, principalmente desde la madrugada hasta el mediodía ya que es cuando se producen las variaciones

locales de las variables meteorológicas y oceanográficas que nos pueden indicar la proximidad de una

galerna.

Diferencias de medición entre estaciones: Se ha comprobado que la diferencia en los valores de los datos

proporcionados por diferentes fuentes son congruentes y que los datos tomados con el instrumental de

abordo son consistentes con el resto (los valores proporcionados por EUSKALMET son dudosos en

ocasiones). En el apartado de formulación, se indican los cálculos de reducción a nivel de la mar de las

Presiones y temperaturas tomados a diferentes alturas, donde están situadas las estaciones fijas costeras,

para poder realizar el cálculo de los gradientes mesoescalares.

En las tablas de datos figuran (tabla estaciones fijas 10082012):

El valor de la variable en lugar y hora

La variación de la variable en lugar y tiempo (ej.: variación horaria de la presión al nivel del mar en la

estación fija de EUSKALMET en Punta Galea ( SSP/h Galea))

La diferencia del valor de la variable entre diferentes estaciones(ej.: diferencia de la presión medida

al nivel del mar a la misma hora, entre las estaciones fijas de Punta Galea y Santander ( SSP

Galea/Std))

Se ha incluido una graduación de colores que van desde el blanco al granate según el valor de la

variable se vaya aproximando a valores de riesgo de advenimiento de una perturbación

Datos de los sondeos y las estaciones fijas: La tabla adjunta es un ejemplo de cómo se van introduciendo los

datos obtenidos de los sondeos en A Coruña, Santander y Arteaga; cada 12 horas en A Coruña, Santander y

cada 24 horas en Arteaga. Se calcula la variación horaria de cada variable y la diferencia entre los diferentes

sondeos (Tabla de datos de los sondeos).


18

gale Matxitxako

22:30/25052012

24052012

12:00

25052012

00:00

25052012

12:00

26052012

00:00

26052012

12:00 SLP Std/A Cor 4 2 0 2 4

SLT Std/A Cor -3,8 -0,4 3 -0,4 2,8

A Coruña 850 T 15,4 16 13,2 4,6 4,2

Santander 850 T 14,4 15,8 18,2 11,4 6,8

850 T Std/A Cor -1 -0,2 5 6,8 2,6

A Coruña 500 T -14,7 -14,7 -15,5 -23,9 -22,1

Santander 500 T -13,3 -13,5 -13,5 -14,5 -15,5

500 T Std/A Cor 1,4 1,2 2 9,4 6,6

ARTEAGA SLP 1021,4 1006 1015,9

ARTEAGA SLT 20,8 26,1 25,5

ARTEAGA SLh 44 54 31

ARTEAGA SLWdir 37 10 55

ARTEAGA SLWsp 5,2 2,2 5,9

P/h ARTEAGA -0,6416667 0,4125

T/h ARTEAGA 0,22083333 -0,025

h/h ARTEAGA 0,41666667 -0,9583333

SLP Arteaga/Std 11,4 2 3,9

SLT Arteaga/Std 6,2 4,9 6,3

ARTEAGA 850 T 12,35 17,45 7,45

850 T Arteaga/Std -3,45 -0,75 0,65

ARTEAGA 500 T -12,85 -13,55 -15,85

500 T Arteaga/Std 0,65 -0,05 -0,35

SLP Arteaga/ A Cor 13,4 2 7,9

SLT Arteaga/A Cor 5,8 7,9 9,1

850 T Arteaga/A Cor -3,65 4,25 3,25

500 T Arteaga/A Cor 1,85 1,95 6,25

figura 24: Tabla de datos de los sondeos

Tabla de datos de los sondeos en A Coruña, Santander y Arteaga los días 24, 25 y 26 de mayo de 2012,

incluyendo la evolución horaria de las variables y las diferencias de las variables entre las estaciones

Se actúa análogamente con las estaciones fijas. La periodicidad de la toma de datos (cada 12 h.) se puede ver

incrementada dependiendo de la posibilidad de aproximación de una perturbación (de hasta cada 20

minutos) y de la estación local de hasta 1 minuto. (Tabla de datos de las estaciones fijas).


19

galerna típica 24052012 25052012 26052012

EUSKALMET FS 12.24.05 0.25.05 12.25.05 0.26.06Punta Galea SLP 1012,2 1005,1 1003 999

Punta Galea SLT 18,6 27 29 30

Punta Galea SLh 82 30 50 40

Punta Galea SLWdir 275 180 320 30

Punta Galea SLWsp 3 6 9 13

SLP Galea/Std -2,8 -4,9 -1 -9

SLT Galea/Std 1,4 12,4 7,8 16

WYOMING SL 12.24.05 0.25.05 12.25.05 0.26.0608001 A Coruña SLP 1011 1008 1004 1006

A Coruña SLT 21 15 18,2 14,4

A Coruña SLh 64 96 75 67

A Coruña SLWdir 275 270 290 200

A Coruña SLWsp 4,11 5,14 2,05 4,11

08023 Santander SLP 1015 1010 1004 1008

Santander SLT 17,2 14,6 21,2 14

Santander SLh 88 94 81 91

Santander SLWdir 85 100 90 235

Santander SLWsp 5,14 5,14 5,14 5,14

SLP Std/A Cor 4 2 0 2

SLT Std/A Cor -3,8 -0,4 3 -0,4

A Coruña 850 T 15,4 16 13,2 4,6

Santander 850 T 14,4 15,8 18,2 11,4

850 T Std/A Cor -1 -0,2 5 6,8

A Coruña 500 T -14,7 -14,7 -15,5 -23,9

Santander 500 T -13,3 -13,5 -13,5 -14,5

500 T Std/A Cor 1,4 1,2 2 9,4

figura 25: Tabla de datos de las estaciones fijas

Tabla de datos de las estaciones fijas en A Coruña, Santander y Punta Galea los días 24, 25 y 26 de mayo de

2012, incluyendo la evolución horaria de las variables y las diferencias de las variables entre las estaciones.

En ella se puede apreciar la diferencia de Tª entre estaciones (12,4; 7,8; 3) y la diferencia de SSP entre Punta

Galea y Santander de casi 5 mb en las horas previas a la galerna.


20

date 8082012 9082012 10082012 11082012

EUSKALMET FS 0.08.08 12.08.08 0.09.08 12.09.08 0.10.08 12.10.08 0.11.08Punta Galea SLP 1012,6 1009,5 1010,1 1011,3 1011,7 1009 1011,8

Punta Galea SLT 20,5 29,8 21,8 20,9 20,8 24 21,4

Punta Galea SLh 91 49 93 99 99 89 90

Punta Galea SLWdir 277 64 281 359 140 300 300

Punta Galea SLWsp 3,5 5,5 2 4 5,5 6 5,5

SLP Galea/Std -2,4 -2,5 -1,9 -1,7 -1,3 -2 -2,2

SLT Galea/Std 1,1 4,2 0,6 -0,5 0,4 1,2 1,2

WYOMING SL 0.08.08 12.08.08 0.09.08 12.09.08 0.10.08 12.10.08 0.11.08

08001 A Coruña SLP 1010 1009 1009 1011 1010 1010 1012

A Coruña SLT 18,8 26,2 26,2 21 18,4 20,8 20,6

A Coruña SLh 83 54 54 74 86 80 60

A Coruña SLWdir 90 40 40 355 35 285 195

A Coruña SLWsp 1,6 1,6 1,6 2,1 1 3,1 2,6

08023 Santander SLP 1015 1012 1012 1013 1013 1011 1014

Santander SLT 19,4 25,6 21,2 21,4 20,4 22,8 20,2

Santander SLh 94 79 93 93 92 96 94

Santander SLWdir 100 80 230 290 268 70 260

Santander SLWsp 1 5,6 2,1 3,7 1 4,2 3,6

SLP Std/A Cor 5 3 3 2 3 1 2

SLT Std/A Cor 0,6 -0,6 -5 0,4 2 2 -0,4

A Coruña 850 T 17,6 18,4 18,4 18,6 20 21 12,2

Santander 850 T 17,6 21,4 21,2 21,8 22,2 24,4 23,2

850 T Std/A Cor 0 3 2,8 3,2 2,2 3,4 11

A Coruña 500 T -11,1 -10,5 -10,5 -10,7 -8,9 -10,5 -9,9

Santander 500 T -10,5 -9,9 -9,5 -10,7 -8,7 -11,3 -11,3

500 T Std/A Cor 0,6 0,6 1 0 0,2 -0,8 -1,4

ARTEAGA SLP 1019 1015,5 1015,5 1015

ARTEAGA SLT 26,2 27,6 28,9 29,4

ARTEAGA SLh 32 46 51 47

ARTEAGA SLWdir 24 344 340 330

ARTEAGA SLWsp 3,7 3,8 3,1 1,2

P/h ARTEAGA -0,1458333 0 -0,0208333

T/h ARTEAGA 0,05833333 0,05416667 0,02083333

h/h ARTEAGA 0,58333333 0,20833333 -0,1666667

SLP Arteaga/Std 3,5 2,5 4

SLT Arteaga/Std 2 7,5 6,6

ARTEAGA 850 T 20,15 22,45 24,45

850 T Arteaga/Std -1,25 0,65 0,05

ARTEAGA 500 T -9,8 -10,75 -10,75

500 T Arteaga/Std 0,1 -0,05 0,55

SLP Arteaga/ A Cor 6,5 4,5 5

SLT Arteaga/A Cor 1,4 7,9 8,6

850 T Arteaga/A Cor 1,75 3,85 3,45

500 T Arteaga/A Cor 0,7 -0,05 -0,25

figura 26: tabla estaciones fijas 10082012

Tabla incluyendo los datos de los sondeos y de las estaciones fijas de A Coruña, Santander, Punta Galea y Arteaga el día 10082012 donde se aprecia la diferencia positiva hacia el este en la presión entre estaciones (para dar lugar a una galerna, la diferencia debería haber sido negativa hacia el este)


21

Datos de abordo: Se efectúa la toma de datos a bordo del Lete V diariamente cada 10 minutos en situaciones

sin riesgo de advenimiento de perturbación, de esta forma se tienen recogidos todos los datos de todas las

galernas frontales de los veranos 2012 y 2013 y nordestes fuertes (propios del sector cálido), cuando hay

previsión de vientos superiores a 35 nudos aunque no sean originados por una galerna típica. Esta

periodicidad se eleva hasta la toma de datos minutales las mañanas con posibilidades de galerna hasta que

se disipe el riesgo (tabla de datos de a bordo).

Sea Level Onboard

t [hh,00] UTC 8 10 12 13 16

P [mb] 1007 1010 1012 1012 1011

T [ºC] 27,4 34,4 34 26 24,6

h [%] 30 21 25 64 62

W dir [º] 140 135 135 320 315

W speed [m/s] 7 4 3 8 5

sea direction/height

tide UTC up up high down down

clouds/coverage alt 1/8 =

rain/visibility [nm] no/5' =

P/h 1,5 1 0 -0,3333333

h 3,5 -0,2 -8 -0,4666667

h/h -4,5 2 39 -0,6666667

SEA SURFACE 5,4 11,4 10 3 0,6

pH -15 cm

pH -50 cm

SST -80 cm 22 23 24 23 24

SS aspect clear =

AIR ION + -5 -2 -2 -4

SST 23 23

SST/air T -5,1 -1,3 0 0 0

figura 27: tabla de datos de a bordo

Datos obtenidos a bordo el día 27082012 donde se aprecia a las 13 horas UTC el salto del viento al NW (Wind

direction 320 ) y su velocidad (Wind speed 8 m s-1) y la bajada de temperatura (T 26 C) y aumento de la humedad relativa (h 64%) lo que indica la entrada del flujo de aire fresco y húmedo procedente de la mar (MBL) desplazando a la masa de aire cálido y seco procedente de tierra (inversión). La diferencia de

temperatura entre la superficie de la mar y el aire (Sea Surface 10 C , 3 C) desciende 7 C en 1 hora.

Datos on-line: Las estaciones de EUSKALMET proporcionan datos diezminutales acumulados de varios años

pero no cuentan con sensores de todas las variables (barómetros, …) en todas las estaciones costeras,

puertos y boyas y no siempre funcionan, por lo que sus datos son meramente orientativos.

Las estaciones de AEMET proporcionan datos horarios pero sólo los acumula una semana y algunos gráficos

sólo los resúmenes de los tres días en curso.

Los sondeos de ARTEAGA son accesibles durante 7 días; comenzaron en abril de 2012 y han tenido la

amabilidad de remitirnos los de la galerna de mayo 2012, con la salvedad del día 24 que falló el globo sonda.

Los sondeos de A CORUÑA Y SANTANDER se han obtenido a través de la página de la universidad de

Wyoming excepto los días que han fallado.


22

Y por último, para los NCEP y REANÁLISIS a 850 mb y 500 mb WETTERZENTRALE tiene un período de los 2

últimos meses en curso en que no proporciona datos, han de ser anteriores o del día en curso y predicción

hasta 144 horas.

Para poder hacer los cálculos de las tendencias y las variaciones horarias de las variables, los días en los que

no se han proporcionado los datos, se han incluido en azul los últimos datos emitidos y se han dividido por el

tiempo transcurrido: en lugar de hallar la variación en las últimas 12 horas, se ha calculado en las últimas 24

horas (tabla estaciones fijas 10082012).

Datos visuales de abordo: En este apartado se incluye el estado de la mar y del aire avistado desde el barco,

indicativo del tiempo que se aproxima (tabla de datos visuales del día 09092012).

visual data 9092012 Izaro Matxitxako RCMA

[hh,00] UTC 6,8 7,5 10,66

sea direction/height NW 0,3 NW 0,3 NW 0,1

tide UTC up up down

clouds/coverage mist 7/8 mist 7/8 mist 8/8

rain/visibility [nm] no 4' no 4' no 2,5'

figura 28: tabla de datos visuales del día 09092012

Datos visuales tomados a bordo el día 9092012 en navegación desde Elantxobe hasta el Abra de Bilbao en los que se puede apreciar el estado de la mar a la altura de la isla de Izaro, el cabo Matxitxako y a la llegada al real Club marítimo del Abra. La mar de fondo es del noroeste con altura de ola descendiendo desde 0,3 m hasta casi inexistente, sin mar de viento, con la marea alta. El horizonte está cubierto prácticamente en su totalidad 7/8 por bruma marina que reduce la visibilidad hasta 2,5 millas de alcance y sin lluvia en todo el trayecto.

Medidas del estado de la mar desde el barco: En el apartado SEA SURFACE se incluye la diferencia en la Tª

del aire y del agua medida con el instrumental de abordo en la proximidad de eventos interesantes, para

contrastarlo con el apartado SST/air T cuyos datos son los proporcionados por EUSKALMET La Galea (T

aire) y AEMET-NOAA-19), (: SST / air T):

SEA SURFACE 10082012 Zumaia Lekeitio Ogoño Matxitxako Plentzia Getxo

[hh,00] UTC 7 8,5 9,5 10,5 12 14

air T [ºC] onboard 24 28 27,5 27,3 30 25,4

h 2,666666667 -0,5 -0,2 1,8 -2,3

SST -80 cm onboard 24,6 24,6 24,6 24,6 24,6 24,6

SS aspect clear clear clear clear clear clear

SST/air T onboard -0,6 3,4 2,9 2,7 5,4 0,8

SST NOAA 23,5 23,5 23,5 23,5 23,5 23,5

SST/air T NOAA/Galea -3 6,3 -1,7 -2,6 -2,7 0,5

Punta Galea SLT EUSKALMET 20,5 29,8 21,8 20,9 20,8 24

figura 29: SST / air T


23

Tabla de datos sobre la superficie de la mar del día 10082012 en la que se puede apreciar la diferencia de Tª de la superficie de la mar en distintos puntos de la costa vasca. A destacar la diferencia de Tª a las 08:30 UTC

(2,6 en la medición local; 6,3 medida por el satélite)

En las figuras siguientes se incluyen el origen de los datos de temperatura de las estaciones fijas ( NOAA Tª;

Galea Tª):

figura 30: NOAA Tª

Obtención de la temperatura de la superficie de la mar proporcionada por el canal IR del satélite NOAA-19 través de la página de AEMET.

figura 31: Galea Tª

Gráfico de la estación de EUSKALMET en Punta Galea de donde se han obtenido los datos de Tª y humedad relativa del aire donde se aprecian los errores de las medidas por ser éstas extremas (hasta 35ºC y 21%)

SEA SURFACE 0 6 8 10 12

salinity

density

pH

SS Temperature

SS aspect

figura 32: gale sea surface


24

Tabla a cumplimentar en caso de galerna ageostrófica con datos de estaciones fijas.

figura 33: mesobaja 25052012 AEMET

Mesobaja desplazándose por el litoral cantábrico en dirección hacia el este y situada sobre el cabo Higer a las

18 UTC. AEMET


25

FORMULACIÓN UTILIZADA

DISTANCIA RECORRIDA POR LA PERTURBACIÓN

Para el cálculo de la distancia recorrida por la galerna (figura 6 y 34), se han utilizado las fórmulas de la

navegación loxodrómica entre puntos próximos (distancia menor de 400 millas) y cuya diferencia de

latitudes es muy pequeña, menor a 1 ( l<1 ) en cuyo caso el cálculo de la distancia se ve reducido al del

apartamiento:

, siendo:

(la diferencia en minutos de Longitud ( por el coseno de la latitud media en grados ( para

obtener el apartamiento en millas náuticas (Ap))

distance NM km

ESTACA DE BARES - AEMET

CABO BUSTO 57,47 106,43

CABO PEÑAS 30,34 56,19

LLANES 52,73 97,66

CABO MAYOR 43,63 80,8

SANTANDER AEROPUERTO

PUNTA GALEA - AEMET 36,89 68,32

PUNTA GALEA - EUSKALMET

DONOSTIA Aero - AEMET 61,31 113,54

DONOSTIA BUIA - EUSKALMET

total distance 282,37 522,94

figura 34: distancias medidas entre varios puntos de la costa

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA PERTURBACIÓN

Para el cálculo de la velocidad de desplazamiento de la perturbación (U) utilizamos la fórmula:

Esta fórmula es válida para el análisis de la perturbación una vez producida, y sirve para ver la velocidad real

desarrollada por la perturbación. Al contrastarla con la velocidad de desplazamiento de la perturbación

prevista por el balance geostrófico comprobaremos que es superior y que se acelera según la perturbación

se va desarrollando hacia el este, por lo que para su previsión será necesario utilizar otra formulación basada

en un balance ageostrófico.


26

INTENSIDAD DEL VIENTO

A continuación vamos a realizar el cálculo de la intensidad del viento esperado en superficie aplicando el

balance geostrófico, y comprobaremos que es menor al viento real medido el 25052012, de lo que podemos

deducir que existió un comportamiento ageostrófico y que para la predicción de este fenómeno tendremos

que aplicar otra formulación.

En navegación marítima, se considera que el viento en la superficie de la mar es el 65% del viento

geostrófico; en unidades náuticas:

Aproximación para la cornisa cantábrica:

Siendo = 43 30’para la cornisa cantábrica, y por consiguiente (sin =0,688)

N = distancia en grados entre isóbaras de 4 mb (medida en la escala de las latitudes aumentadas en las

cartas de navegación marítima). En nuestro caso N = 2,76 (distancia entre Gijón y Zarautz).

figura 35: medición del parámetro N

Modo de medición del parámetro N: distancia medida en grados de latitudes aumentadas entre dos isóbaras

en superficie con una diferencia de 4 milibares.

Velocidad angular de la Tierra: = 41

41

365

3662

rad·dia-1 =7,29·10-5rad·s-1

Fuerza de Coriolis en la latitud de BIO:

Valores tomados: = 43 30’ ; ; = 7,29·10-5rad·s-1 ; = 1,023 Kg m-3; N = 2,76


27

GEOSTROPHIC AND SEA LEVEL WIND SPEED CALCULATORf coriolis= 0,00010036

m (rad)= 0,75921822

sen = 0,68835458

(gr/m3)= 1023

(rad/s)= 0,0000729

(º/s)= 1,2723E-06

N(º)= 2,76 [knt] [m/s] [km/h]

vg= 14,1158017 7,26179512 26,1424647

vSL= 0,65*vg= 9,17527109 4,72016683 16,9926021

figura 36: cálculo de la velocidad del viento geostrófico y en superficie

El viento real medido el 25052012 es muy superior a este valor, como se puede apreciar en la (figura 37).

Vel.Med Dir.Med Vel.Max

km/h ° km/h

(12 m) (12 m) (12 m)

punta galea 18:30 42,3 331 64,9

de 18:20 a 22:20 19:40 55,5 325 75,5

matxitxako 19:50 49 259 63,5

20 a 24 20:40 59,6 255 80,8

getaria 20:10 32,7 291 58,221:20 19,3 300 50,4

Almike Bermeo 22:30 27,9 284 64,2

Pto. Pasaia 20:40 57,6 310 79,5

Pto. Hondarribia 20:40 57,6 310 79,5

Sta. Clara 20:40 56,4 286 91,7

Hora TMG

figura 37: intensidades del viento medidas el 25052012 por las estaciones de EUSKALMET

De la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. extraemos el dato de la diferencia de presión entre

arautz (1007 mb) y Gijón (1011 mb), y siendo la distancia que separa estos dos puntos de 166 millas náuticas

(307,5 km) la velocidad del viento geostrófico esperado para la zona sería de 4,72 m s-1, muy inferior a las

velocidades de viento registradas (en torno a los 20 m s-1). Esto unido a que la dirección del viento no va más

o menos paralela al gradiente de presión, sino por el contrario perpendicular nos indica que se ha producido

un fenómeno ageostrófico.

1 Ley de Buys-Ballot: "Un observador colocado de espaldas al viento en el hemisferio norte tiene las bajas

presiones a su izquierda y un poco hacia delante de él. Debido a la fricción con la superficie de la mar, hace

que no fluya paralelamente a las isobaras, sino formando un ángulo con ellas y orientándose hacia dentro en

las bajas presiones y hacia fuera en las altas.

Va sin2 ; Vfa

V real = 65% V geostrófico y un velero navega con el viento aparente = v real + v desplazamiento. Los valores

representativos del vector viento aparente están indicados a bordo por el humo de la chimenea, banderas,

veleta o anemómetro.


28

VIENTO AGEOSTRÓFICO

El perfil logarítmico de la velocidad del viento (http://en.wikipedia.org/wiki/Log_wind_profile) está limitado

generalmente a los 100 m más bajos de la atmósfera (lo que incluye la capa superficial de la MBL). En el

resto de la atmósfera compuesta del aire que queda en la MBL, la capa de inversión y la troposfera libre se

pueden utilizar las relaciones del viento geostrófico.

En la capa de fricción con la superficie marina costera, la ecuación apropiada para estimar la velocidad de

desplazamiento media (u) a una altura sobre el nivel medio de la mar en metros (z) es:

Donde (u*) es la velocidad de fricción (m s-1); (k) es la constante de Von Kármán (~0.41); (d) es el desvío del

nivel 0, donde la velocidad del viento es 0 debido a los obstáculos, y es generalmente 2/3 de la altura media

de los obstáculos; (z0) es la superficie (en metros) y es una corrección por la aspereza de la superficie sobre la

que sopla el viento, su valor sobre el océano es aproximadamente 0,0002 m; y (ψ) es un término de

estabilidad donde (L) es el parámetro de estabilidad Monin-Obukhov. Bajo condiciones de estabilidad

neutra, z/L=0 y ψ se elimina.

Para los 10 – 20 m más bajos de la capa límite atmosférica, se considera más fiable el perfil logarítmico del

viento que el balance geostrófico del perfil del viento. Entre los 20 m y 100 m ambos métodos pueden

producir predicciones razonables de la velocidad media del viento en condiciones de una atmósfera neutra.

Desde los 100 m hasta el techo de la capa superficial proporciona mejores resultados el balance geostrófico

del perfil del viento en condiciones de una atmósfera neutra.

La asunción de una estabilidad atmosférica neutra es razonable cuando la velocidad media horaria a una

altura de 10 m excede los 10 m s-1, donde la mezcla turbulenta supera la inestabilidad atmosférica.

La ley de potencia del perfil del viento es la relación entre las velocidades del viento a una altura y las

velocidades a otra altura:

http://en.wikipedia.org/wiki/Von_K%C3%A1rm%C3%A1n_constant


29

Donde (u) es la velocidad del viento expresada en m s-1 a una altura (z) en m, y (ur) es la velocidad del viento

conocida a una altura de referencia (zr). El exponente ( ) es un coeficiente derivado empíricamente que

varía dependiendo de la estabilidad de la atmósfera. Para condiciones de estabilidad neutra, es

aproximadamente 1/7 o 0,143. Incluso bajo condiciones de estabilidad neutra, para la superficie oceánica un

exponente de 0,11 es más apropiado. Por lo tanto:

Utilizando la ley de potencia del perfil del viento para estabilidad neutra, el viento a una altura de 150 m

sería de 25,76 m s-1 cuando al nivel de la mar (15 m) fuese 20 m s-1. ¡lo que no es cierto durante una galerna

ageostrófica!

Para el cálculo del perfil del viento ageostrófico, el profesor Scott (Scott M. Rochette, 1999) propone la

ecuación:

Tendremos en cuenta estos criterios a la hora de elaborar el modelo matemático para la predicción de la

perturbación. Por el momento, lo que estamos estudiando es el modelo fenomenológico estadístico basado

en la observación empírica de las variables afectadas antes y durante el fenómeno, que es la base de la

herramienta que estamos describiendo.


30

ALGORITMOS Y CORRECCIONES

A continuación exponemos los algoritmos utilizados para el cálculo de las tendencias, gradientes y

diferencias de las variables.

algorithmstendencia P/Hour Galea tendencia horaria de la Presión en un punto = (P2-P1)/(H2-H1)

tendencia T/Hour Galea tendencia horaria de la Temperatura en un punto = (T2-T1)/(H2-H1)

tendencia h/Hour Galea tendencia horaria de la humedad en un punto = (h2-h1)/(H2-H1)

SL P Galea/Std gradiente de Presión entre dos puntos= (P2+corr2)-(P1+corr1)

SL T Galea/Std gradiente de Temperatura entre dos puntos= (T2+corr2)-(T1+corr1)

SST/air T diferencia de Temperatura entre la superficie de la mar y el aire= (air T - SST)

850mb T Std/A Cor diferencia de Temperatura a 850 mb de altura entre dos puntos= (T2-T1)

500mb T Std/A Cor diferencia de Temperatura a 500 mb de altura entre dos puntos= (T2-T1)

figura 38: algoritmos de tendencias, gradientes y diferencias

Las correcciones aplicadas a las Presiones y temperaturas están en función de la altura a la que haya sido

tomada la medida. Hemos aplicado la fórmula barométrica para su cálculo, y hemos llegado a la conclusión

que la aproximación 1 mb por cada 8 m y 1 C por cada 100 m es perfectamente aplicable dentro de los 100

metros más bajos de la capa atmosférica límite.

08001 A Coruña 08023 Santander Euskalmet Punta Galea

( 1 mb per every 8 m)

( 1ºC per every 100 m)

A Cor-Std 365 Std-Galea 63 Std-Arteaga 95 A Cor-Arteaga 460

ARTEAGA SOND

distance [km]

59

add 7

add 0,5

63+1,2??

add 8,5

25

add 3

67

add 8,5

add 0,5

height above sea level [m]

correction SLP value [mb]

correction SLT value [ C]

figura 39: correcciones aplicadas a las Presiones y temperaturas


31

ECUACIONES DE LA HIDROSTÁTICA

Ecuación del gradiente vertical de la presión:

gdz

dp

Ecuación de los gases perfectos: P/δ = RT R = cte = 288 J x Kg x K

Fórmula barométrica: )(lnln 2112 zzTR

gpp → ∆P = 3,48 mb = 1mb x 8 m

Pendiente = tg α = sen / cos = ∆z / ∆x = 8 . 0,8 / 60 . 1852 = 6,4 >> α = 0º

Gradiente térmico estático α: Tª al nivel del mar hasta 12 Km: 0,6ºC por cada 100 m de elevación

ztt0 a nivel del mar: to = 18 + 0,6 x 7 = 22,2ºC ( 7 corresponde a 700 m de altitud)

vapor H2O 1% - 4% : a 0ºC → 100% humedad relativa → 3,5 gr de H2O

a 20ºC → 20% humedad relativa → 3,5 gr de H2O

760 mm = 1013,2 mb (cambia x la Tª, humedad y δ del aire)

A nivel del mar P normal = 1012 mb

de mmHg a mb → mmHg x 4/3 1 Pa = 1 Nw / m2

de mb a mmHg → mb x ¾ 1 mb = 1 hecto Pa = 100 Pa 1 mb = 10-3 bar

mbhPaPamsmmKghgP 2,10132,1013101320)76,0()/80665,9()/13595( 23

Atmósfera técnica = 101320 Pa = 10132 Kg/m2 = 1,01 Kg/cm2 = 1013,2 mb

1 mb = 3/4 mm Hg ; 1 mm Hg = 4/3 mb

180

32

100

FC 2

32;322

FCCF cero absoluto se halla a -273ºC o -459ºF

PV=NRT

=PMm/RT

P(z) = Z ∞z grdz

Z2 − Z1 =Rd/g0 (Z P1P2)Tv*dP/P

atmósfera isoterma (T(z) = T0)

Z2 − Z1 = H ln(P1/P2)

P2 = P1 exp (−(Z2-Z1)/H)

H = RdTv/go 8000


32

CALCULADORAS

Calculadoras elaboradas para intercambio de unidades y cálculo de valores en base a ecuaciones universales.

WIND SPEED CALCULATORknot km/h FORCE

27 60 7

m/s 13,8899988 16,666668 18,005554

32,397408 64,82

35

figura 40: calculadora de velocidades del viento.

Debido a que las diferentes fuentes proporcionan la velocidad del viento en diferentes unidades, esta calculadora nos realiza las transformaciones entre ellas.

kelvin

240,4

ºC -32,75

TEMPERATURE CALC.

figura 41: calculadora de Temperaturas.

Esta calculadora nos transforma las unidades de las temperaturas proporcionadas.

GEOSTROPHIC AND SEA LEVEL WIND SPEED CALCULATORf coriolis= 9,9992E-05

m (rad)= 0,75572757

sen = 0,68581835

(gr/m3)= 1200

(rad/s)= 0,0000729

(º/s)= 1,2723E-06

N(º)= 2,76 [knt] [m/s] [km/h]

vg= 12,0782228 6,21357408 22,3688686

vSL= 0,65*vg= 7,85084482 4,03882315 14,5397646

figura 42: Calculadora del viento geostrófico y en superficie

dP = − gdz

T2ºC= 13 [ºC] T2ºC= 7,7

T1ºC= 18,1 [ºC] T0ºC= 8,5 8,5 SLT

T=(T1+T2)/2 15,55 [ºC] TmºK= 281,1

T:(273+ºC)= 288,55 [ºK] P0 = P2/ exp (−(Z2-Z1)/H)= 1009,97398 [mb] SLP

H=RT/gMm 8444,60237 [m] P2= 1000,2

R

∗

= 8,3143 [J K-1mol-1] H= 8226,5733 8194,38109

g = 9,81 [ms-2] −(Z2-Z0)/H= -0,00972458 -0,00976279 1010,01256

Mm = 0,02896 [kg/mol] Z0= 0

P1= 1030 [mb] Z2= 80 [m]

P2 = P1 exp (−(Z2-Z1)/H)= 969,635739 [mb] <T>= 280

Z1= 0

Z2= 510 [m] P0=P2+1*(Z2/8) 1010,2

−(Z2-Z1)/H= -0,06039361

introducir la Tª en ºC, la P1 en mb y la altura en m

ecuació hidrostática reducción a nivel del mar

figura 43: calculadora de la ecuación hidrostática


33

atm= 1 mm Hg= 960

bar= 1,01325 bar= 1,27989504

mb= 1013,25 mb= 1279,89504

mm Hg= 760 atm= 1,26315744

Pa= 101325 Pa= 127989,504

kg/m2= 10332,27 kg/m2= 13051,296

mb= 1012 Pa= 100000

bar= 1,012 bar= 1

atm= 0,99876638 atm= 0,9869233

mm Hg= 759,06244 mm Hg= 750,0617

Pa= 101200 mb= 1000

kg/m2= 10319,5259 kg/m2= 10197,16

conversión Presiones

figura 44: calculadora de transformación de unidades de la Presión

dP = − gdz dP = − gdz

T1=T2+Z2/100= 8,5 [ºC] T1=T2+Z2/100= 8,5 [ºC]

T2= 7,7 [ºC] T2= 7,7 [ºC]

T=(T1+T2)/2 8,1 [ºC] T=(T1+T2)/2 8,1 [ºC]

Tv= 281,1 [ºK] Tv= 281,1 [ºK]

H=RTv/gMm= 8260,80314 [m] H=RTv/gMm= 13235,6424 [m]

R

∗

= 8,3143 [J K-1mol-1] R

∗

= 8,3143 [J K-1mol-1]

g = 9,81 [ms-2] g = 9,81 [ms-2]

Mm aire seco= 0,02884 [kg/mol] Mm H2O= 0,018 [kg/mol]

P2= 1000,2 [mb] P2= 1000,2 [mb]

P1= P2/ exp (−(Z2-Z1)/H)= 1009,93328 [mb] P1 = P2/ exp (−(Z2-Z1)/H)= 1006,2638 [mb]

Z1= 0 Z1= 0

Z2= 80 [m] Z2= 80 [m]

−(Z2-Z1)/H= -0,00968429 −(Z2-Z1)/H= -0,00604429

P0=P2+1*(Z2/8) 1010,2

aire seco Tierra aire húmedo Tierra

figura 45: calculadora de la presión hidrostática en función de la humedad del aire


34

ANÁLISIS DE LOS DA TOS: BALANCE MESOESC ALAR

En el apartado de análisis de los datos, lo que se busca es la combinación de la evolución de las variables en

superficie, altura espacio y tiempo con la que 6 horas, o al menos 3 horas después se producirá una galerna

ageostrófica. Por ello la herramienta contiene los cálculos de reducción de los valores de las variables a nivel

de mar para posteriormente poder calcular los gradientes, diferencias y diferenciales y proporcionar los

balances mesoescalar y locales.

A la espera de realizar un modelo matemático que reproduzca y prediga estos fenómenos adversos,

presentamos el balance mesoescalar y local como herramientas alternativas.

Los valores de los balances se encuentran en el apartado resultados. Criterios de alarmas.

ANÁLISIS DE LOS DA TOS: BALANCE LOCAL

En la predicción de este tipo de fenómenos adversos basada en los valores estadísticos de la evolución de las

variables atmosféricas y oceanográficas, cuentan los valores derivados de los balances mesoescalares y

locales. Estos valores se encuentran en el apartado resultados. Criterios de alarmas.


35

RESULTADOS: CRITERI OS DE ALARMAS

Las alarmas están diseñadas por graduación de colores: de amarillo a rojo según sea la probabilidad del

fenómeno. En el modelo final, sería conveniente incluir señales sonoras, y por supuesto, entradas directas al

sistema de los sensores de las variables locales y de las fuentes ajenas que proporcionan los datos de otras

estaciones fijas.

Los algoritmos de las alarmas son el objeto del presente estudio, partimos de los datos proporcionados por

(Martín, 2012), e incluimos la evolución en el tiempo (tendencia local para cada estación) y en la distancia

(entre las diferentes estaciones) de cada variable y la coincidencia entre ellas.

Las tablas subsiguientes muestran ejemplos reales de la toma de datos en las diferentes estaciones y sus

comparaciones y los criterios para las alertas (: Tabla de criterios para las alarmas (ajustables)).

Presión:

o Blanco: valor superior a 1005 mb

o Naranja: valor comprendido entre 1005 y 1000 mb

o Rojo: valor inferior a 1000 mb

Temperatura:

o Blanco: valor inferior a 27 C

o Naranja: valor comprendido entre 27 C y 29 C

o Rojo: valor superior a29 C

Humedad relativa:

o Blanco: valor superior a 50%

o Naranja: valor comprendido entre 50% y 40%

o Rojo: valor inferior a 40%

Dirección de procedencia del viento:

o Blanco: valor comprendido entre 199 y 351

o Amarillo: valor comprendido entre 200 y 350

Velocidad del viento:

o Blanco: valor inferior a 8 m s-1

o Naranja: valor comprendido entre 8 m s-1 y 13 m s-1

o Rojo: valor superior a 13 m s-1

Disminución de la presión por hora:

o Blanco: valor superior a -0,5 mb h-1


36

o Naranja: valor comprendido entre -0,5 mb h-1 y -1 mb h-1

o Rojo: valor inferior a -1 mb h-1

Aumento de la temperatura por hora:

o Blanco: valor inferior a 0,9 h-1

o Naranja: valor comprendido entre 0,9 h-1 y 1,5 h-1

o Rojo: valor superior a 1,5 h-1

Disminución de la humedad relativa por hora:

o Blanco: valor superior a -4,5% h-1

o Naranja: valor comprendido entre -4,5% h-1 y -9,5% h-1

o Rojo: valor inferior a -9,5% h-1

Diferencia de presión a nivel del mar entre las estaciones fijas de Punta Galea y Santander:

o Blanco: valor superior a -2 mb

o Naranja: valor comprendido entre -2 y -4 mb

o Rojo: valor inferior a -4 mb

Diferencia de temperatura a nivel del mar entre las estaciones fijas de Punta Galea y Santander:

o Blanco: valor inferior a 4,4 C

o Naranja: valor comprendido entre 4,4 C y 8,9 C

o Rojo: valor superior a 9 C

Temperatura de la superficie de la mar:

o Naranja: valor superior a 19 C

Diferencia de temperatura entre la superficie de la mar y el aire:




Diferencia de temperatura a nivel de 850 mb entre los sondeos de Santander y A Coruña:




Diferencia de temperatura a nivel de 500 mb entre los sondeos de Santander y A Coruña:

o Blanco: valor inferior a 1,5 C

o Naranja: valor comprendido entre 1,5 C y 3 C



37

UNITS example

ddmmyyyy 24052012

2 events hour UTC 12,76 14 18,7 22

<1005, 1000 Pressure SLP [mb] 1012,2 1005,1 1003 999 valor menor de 999,9 valor comprendido entre 1000 1005

27, 30, 29 Temperature SLT [ºC] 18,6 27 29 30 valor mayor de 29,1 valor comprendido entre 27 29

<50 relative humidity h [%] 82 30 50 40 valor menor de 39,9 valor menor de 49,9

200-350 wind procedure Wdir [360º] 275 180 320 30 valor comprendido entre 200 350

12 wind gust speed Wsp [m/s] 3 6 9 13 valor mayor de 13 valor comprendido entre 8 12,9

>6mb/6h tendencia P/hour Galea 2 0 -0,6 -1,2 valor menor de -1,1 valor comprendido entre -0,5 -1

>3º/3h 4,5 9 tendencia T/hour Galea -1 0,5 1 1,6 valor mayor de 1,6 valor comprendido entre 0,9 1,5

3, 5 tendencia h/hour Galea 5 -3 -5 -10 valor menor de -9,6 valor comprendido entre -4,5 -9,5

2, 4 SL P Galea/Std 2,1 -1 -2,1 -4,1 valor menor de -4,1 valor comprendido entre -2 -4

4,5, 9 SL T Galea/Std 2 3 4,6 9,1 valor mayor de 9,1 valor mayor de 4,5

<1º/12h Sea Surface Tª SST 18 19 19,5 21 valor mayor de 19,2

>8 SST/air T 8,1 6 4 2 valor mayor de 5,9 valor mayor de 8

WYOMING SL hhddmm 12.24.05 0.25.05 12.26.05 0.27.05

2, 4 SLP Std/A Cor 3 -3,2 -2,1 4 valor menor de -6 valor comprendido entre -2,9 -5,9

4,5, 9 SLT Std/A Cor 3 4 7 10 valor mayor de 9,1 valor mayor de 4,5

3, 7 850mb T Std/A Cor 1 2 4 7 valor mayor de 7 valor comprendido entre 2,9 6,9

1,5, 3 500mb T Std/A Cor 1 2,8 1,5 3 valor mayor de 3 valor comprendido entre 1,4 2,9

alert criteria

figura 46: Tabla de criterios para las alarmas (ajustables)

Los datos en azul muestran los datos de la medición inmediata anterior, por falta o fallo en los datos

correspondientes.

Este sistema nos proporciona los indicios de que el evento se puede producir combinando valores locales y

mesoescalares. Ampliando el estudio con un número suficiente de casos, podría ser útil para la predicción

del fenómeno.

Por ejemplo, el día 10 de agosto de 2012, aunque la situación de las variables locales (en Getaria) indicaba

que se podía producir una galerna por la tarde no saltó ya que no se dio la evolución necesaria de las

variables mesoescalares:

10082012 3th hot day no gale for lack of SST/air T and fog

RCMA Zumaia Lekeitio Ogoño MatxitxakoPlentzia Getxo

Sea Level Onboard

t [hh,00] UTC 7 8,5 9,5 10,5 12 14

P [mb] 1014 1013 1014 1014 1013 1014

T [ºC] 24 28 27,5 27,3 30 25,4

h [%] 79 64 68 68 60 98

W dir [º] 145 145 145 60 160 250

W speed [m/s] 3 3 3 6 4 5

sea direction/height NW 0,3 NW 0,3 NW 0,3 NW0,3/E0,3 NW0,3/E0,3 NW0,3/E0,3

tide UTC up up high down down down

clouds/coverage fog fog fog fog fog fog/str

rain/visibility [nm] no/3' no/3' no/3' no/3' no/3' no/3'

P/h -0,6666667 1 0 -0,6666667 0,5

h 2,66666667 -0,5 -0,2 1,8 -2,3

h/h -10 4 0 -5,3333333 19

SEA SURFACE T -0,6 3,4 2,9 2,7 5,4 0,8

SST -80 cm 24,6 24,6 24,6 24,6 24,6 24,6

AIR ION +

SST 23,5 23,5 23,5 23,5 23,5 23,5 23

SST/air T -3 6,3 -1,7 -2,6 -2,7 0,5 -1,6

date 8082012 9082012 10082012 11082012

EUSKALMET FS 0.08.08 12.08.08 0.09.08 12.09.08 0.10.08 12.10.08 0.11.08Punta Galea SLP 1012,6 1009,5 1010,1 1011,3 1011,7 1009 1011,8

Punta Galea SLT 20,5 29,8 21,8 20,9 20,8 24 21,4

Punta Galea SLh 91 49 93 99 99 89 90

Punta Galea SLWdir 277 64 281 359 140 300 300

Punta Galea SLWsp 3,5 5,5 2 4 5,5 6 5,5

figura 47: datos EUSKALMET 10082012

Datos tomados el 10082012 abordo y en la estación fija de EUSKALMET en Punta Galea


38

PROCEDIMIENTO DE PREDICCIÓN

Comenzaremos con determinar la escala sinóptica asociada que podría forzar la perturbación, si vemos que

esta situación es congruente con los resultados de diversos estudios seguidos por diferentes autores,

pasamos a analizar el balance mesoescalar. Si se dan los valores de los gradientes y las tendencias de las

variables elaboradas, seguidamente estudiaremos los valores y las tendencias locales y de esta manera

elaboraremos la predicción en tiempo e intensidad.

CONCLUSIONES

Hemos descrito la herramienta creada en EXCEL para realizar los balances mesoescalares y locales de las

variables atmosféricas y oceanográficas afectadas antes y durante una perturbación del tipo galerna

ageostrófica.

Independientemente de otras clasificaciones, el objeto de este estudio son las galernas ageostróficas del

cantábrico consideradas como perturbaciones atrapadas en la costa (CTD) y por tanto, para su

parametrización, en principio, las consideraremos como ondas de Kelvin con tres capas atmosféricas: una

capa marina fría y húmeda del noroeste que penetra como una cizalla por debajo de la masa de aire

recalentada y menos húmeda proveniente de la meseta que genera vientos muy suaves y variables en la

costa de componente sur, la troposfera libre y su interacción con la capa superficial oceánica.

Esta herramienta puede constituir la base de un programa más complejo para la predicción de este tipo de

fenómenos adversos costeros. En dicho programa o aplicación, deberían entrar directamente los datos de las

estaciones fijas para poder realizar los balances y pronósticos on line.

Este sistema también es válido para predecir el momento y la intensidad de otros fenómenos adversos

costeros que, no siendo galernas ageostróficas puras, sí tienen un comportamiento ageostrófico, como son

las líneas de turbonada y los frentes fríos.

Queda pendiente la resolución de cómo interaccionan el océano y la capa límite atmosférica. Para

profundizar en este estudio, es necesaria la colaboración de instituciones y empresas en las que realizan

observaciones del medio marino en estaciones océano-meteorológicas y aplicando tecnologías satelitales

(SAR, LIDAR, MIRAS) para la observación y análisis de los cambios en la superficie del Cantábrico en cuanto a

variaciones en la temperatura (SST), salinidad (SSS), altura, afloramientos (upwelling), concentración de


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plancton, etc. Basándonos es este estudio, se podría utilizar alguno de los parámetros como medida para la

predicción del advenimiento del fenómeno adverso, puesto que estos cambios se producen con antelación.

En lo que respecta a la modelización matemática del fenómeno, y siguiendo las últimas tendencias seguidas

por los expertos californianos (BOÉ, 2011), parece que lo más apropiado será aplicar un modelo dual

((UMCM) que mezcle el modelo numérico atmosférico a mesoescala WRF con el modelo oceánico ROMS y

que tengan en cuenta tanto los efectos de la conexión SST/viento como la orografía costera en las

variaciones ageostróficas asociadas a las anomalías mesoescalares. Esto constituirá la última parte del

presente estudio.

La herramienta aquí presentada no es concluyente, es parte de un estudio en marcha sobre una

perturbación costera muy particular que se da en el cantábrico oriental los meses de verano y que por su

peligrosidad merece ser investigada al objeto de su predicción con exactitud y prontitud.

Gracias a todas las personas y entidades que me están ayudado en este proceso. Es un lujo y un auténtico

placer contar con su colaboración.


40

BIBLIOGRAFÍA

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BOÉ, J. (2011). WHAT SHAPES MESOSCALE WIND ANOMALIES IN COASTAL UPWELLING ZONES? Climatology Dynamics , 13.

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GLOSARIO

AEMET

AROME

Agencia Estatal de Meteorología

Applications of Research to Operations at Mesoscale (Modelo no hidrostático)

CEPPM

CTD

CTWR

DANA

Centro Europeo de Predicción a plazo medio (modelo numérico AEMET)

Coastally Trapped Disturbances

Coastally Trapped Wind reversal

Depresión Aislada a Niveles Altos

EFI

ECMWF

EUSKALMET

Extreme Forecast Index

European Centre for Medium-Range Weather Forecasts

Agencia Vasca de Meteorología

FTL

HIRLAM

HRVIS

Free tropospheric layer

High-Resolution Limited Area Model (METEOCIEL weather model software, AEMET viento)

High Resolution Visual Imaging System

LIDAR

MBL

MCYTE

NCEP

NOAA

NOGAPS

NW

Laser Imaging Detection and Ranging (system)

Marine Boundary Layer

Máster en Ciencia y Tecnología Espacial

National Centers for Environmental Prediction

National Oceanic and Atmospheric Administration

Navy Operational Global Atmospheric Prediction System

North West (northwesterly wind)

PV

RGB

Potential Vorticity

Red Green Blue (Canal METEOSAT)

SAR

SS / SSP /SST

SSW

str

Search And Rescue

Sea Surface / Sea Surface Pressure / Sea Surface Temperature

South South West

estratos

RAMS

RQT

Reliability, Availability, Maintenance and Safety

Reliability Quality Testing

U

UPV-EHU

UTC

v

WNW

Velocidad de propagación de la galerna

Universidad del País Vasco - Euskal herriko Unibertsitatea

Universal Time Coordinated

Velocidad del viento en la galerna

West North Westerly


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LISTADO DE FIGURAS

figura 1: sistema de predicción de la galerna ageostrófica ..................................................................... 4

figura 2: Efecto Föehn y advección del aire marino frío y húmedo MBL. .............................................. 5

figura 3: mesobaja ...................................................................................................................................... 5

Figura 4: rachas de viento ageostrófico .................................................................................................... 6

figura 5: SSP ............................................................................................................................................... 7

figura 6: área de propagación de una galerna ageostrófica .................................................................... 8

figura 7: onda de Kelvin de tres capas y superficie marina..................................................................... 8

figura 8: estructura del jet costero: MBL, inversión, superficie marina, orografía costera .................... 9

figura 9: desplazamiento de la galerna ageostrófica ............................................................................... 9

figura 10: estructura térmica ...................................................................................................................... 9

figura 11: variables locales ....................................................................................................................... 10

figura 12: datos mesoescalares ............................................................................................................... 11

figura 13: gradientes y tendencias mesoescalares ................................................................................ 11

figura 14: gradiente mesoescalar ............................................................................................................ 11

figura 15: datos y gradientes en Arteaga ................................................................................................ 11

figura 16: Ionización del aire previo a la perturbación ........................................................................... 13

figura 17: medidor de Iones ..................................................................................................................... 13

figura 18: diagrama del equipo Raymarine ............................................................................................. 14

figura 19: salida de datos del equipo Raymarine ................................................................................... 14

figura 20: sensores de Weather Wise ..................................................................................................... 15

figura 21: pantalla de la estación Weather Wise .................................................................................... 15

figura 22: salida a PC de la estación Weather Wise .............................................................................. 16

figura 23: datos proporcionados por la estación Weather Wise ........................................................... 16

figura 24: Tabla de datos de los sondeos ............................................................................................... 18

figura 25: Tabla de datos de las estaciones fijas ................................................................................... 19

figura 26: tabla estaciones fijas 10082012 ............................................................................................. 20

figura 27: tabla de datos de a bordo........................................................................................................ 21

figura 28: tabla de datos visuales del día 09092012.............................................................................. 22

figura 29: SST / air T ............................................................................................................................. 22

figura 30: NOAA Tª ................................................................................................................................... 23

figura 31: Galea Tª .................................................................................................................................... 23

figura 32: gale sea surface ...................................................................................................................... 23

figura 33: mesobaja 25052012 AEMET .................................................................................................. 24

figura 34: distancias medidas entre varios puntos de la costa ............................................................. 25

figura 35: medición del parámetro N ....................................................................................................... 26

figura 36: cálculo de la velocidad del viento geostrófico y en superficie .............................................. 27

figura 37: intensidades del viento medidas el 25052012 por las estaciones de EUSKALMET ......... 27

figura 38: algoritmos de tendencias, gradientes y diferencias .............................................................. 30

figura 39: correcciones aplicadas a las Presiones y temperaturas ...................................................... 30

figura 40: calculadora de velocidades del viento. .................................................................................. 32

figura 41: calculadora de Temperaturas. ................................................................................................ 32

figura 42: Calculadora del viento geostrófico y en superficie ................................................................ 32

figura 43: calculadora de la ecuación hidrostática ................................................................................. 32

figura 44: calculadora de transformación de unidades de la Presión................................................... 33

figura 45: calculadora de la presión hidrostática en función de la humedad del aire ......................... 33

figura 46: Tabla de criterios para las alarmas (ajustables) ................................................................... 37

figura 47: datos EUSKALMET 10082012 ............................................................................................... 37


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Sistema Predicción de galernas - Isabel Lete

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