¿Por qué fallan algunas predicciones?

A primera hora de la mañana de ayer, muchas personas, y entre ellas bastantes meteorólogos, del sur de Castilla y León y de la Comunidad de Madrid nos vimos sorprendidos por el inesperado cambio de tiempo respecto a lo que las predicciones anunciaban. En vez de cielos casi despejados con alguna posible tormenta vespertina sobre las sierras, las tormentas ya estaban formadas también por el llano, aparecían chubascos, algunos de fuerte intensidad, y el viento agudizaba la sensación de frío. La temperatura fue descendiendo de modo que en Madrid la mínima del día se alcanzó entre las 10 y las 11 de la mañana con unos 12 grados. A mediodía, el cielo despejó y la temperatura subió rápidamente hasta alcanzar por la tarde valores muy agradables.

Imagen del canal visible de Meteosat de las 8 de la mañana del día 11 de septiembre. Aparte de las nubes convectivas en zonas del nordeste peninsular, otra zona también de nubosidad convectiva, no prevista, y ya con tormentas, se extendía sobre el sur de Castilla y León y comenzaba a desarrollarse sobre el noroeste de Castilla La Mancha y Comunidad de Madrid.

Si bien este fallo de predicción sólo afectó a una zona mas bien pequeña de la Península, su importancia desde el punto de vista técnico fue significativa. Además, el hecho de estar la ciudad de Madrid incluida en ella, hizo que las personas soprendidas fueran millones. A este respecto, es muy de destacar y de reconocer  el hecho de que la Agencia Estatal de Meteorología pidiera públicamente disculpas a través de su cuenta de Twitter por los inconvenientes causados, al tiempo que enmmedaba rápidamente su predicción.

Si bien esta evolución inesperada requeriría un análisis cuidadoso y detallado, me atrevo a expresar a continuación mi opinión sobre lo sucedido al tiempo que invito a los profesionales y aficionados que me lean y que hayan hecho un estudio más profundo o con mas datos, a compartir su visión de la misma a través de los comentarios a esta entrada. 

Desde hace un par de días, la circulación atmosférica en nuestra zona geográfica está evolucionando hacia la formación de una DANA o borrasca en niveles altos de la atmósfera al suroeste de la Península. Comparando los análisis de 500 hPa del Centro Europeo del día 10 a las 12 TMG con el de 24 horas después (día 11 a las 12 TMG), vemos como se ha profundizado la vaguada al suroeste peninsular a través de un fenómeno conocido como "retrogresión". Ese "estiramiento", junto con una cierta reorientación del eje de la vaguada, va unido también a un cierto avance, y sobre todo a un cierto cambio de eje, de la gran dorsal atlántica que se extiende desde Azores hasta las Islas Británicas. Ese proceso inyecta aire frío en altura hacia el suroeste a través de la Península bajo la forma de una cierta "lengua", "colada fría" o vaguada secundaria, que lleva un giro ciclónico en su seno, y que provoca lo que los meteorólogos llamamos una advección de vorticidad positiva que favorece mucho el ascenso del aire de las capas bajas.

La imagen superior corresponde al análisis de 500 hPa de las 12 TMG del 10 de septiembre mientras que la inferior representa el mismo análisis pero 24 horas depués. Puede apreciarse una cierta inclinación hacia la derecha del eje de la dorsal sobre laa Islas Británicas y una elongación y estrechamiento de la vaguada al suroeste de la Península Ibérica. Los colores nos indican también una entrada de aire más frío sobre la Península. Ese "estrechamiento" con un aumento del giro ciclónico en su seno, junto con la entrada de aire más frio y la buena disponibilidad de humedad fueron a mi juicio los "ingredientes" para la aparición del fenómeno (Mapas ECMWF)

Quizás lo podemos ver mejor en las imágenes del canal de vapor de agua de Meteosat si bien la diferencia de proyecciones cartográficas dificulta un poco su comparación

Imagen del canal de absorción de vapor de agua correspondiente a las 12 TMG del día 10 de septiembre. Conviene fijarse bien en el área comprendida entre el sur de las Islas Británicas y el noroeste peninsular para comparar con la imagen de más abajo (imagen EUMETSAT)

Igual pero 12 horas después, es decir, a las 00 TMG del día 11. Puede verse el avance e inclinación del eje de la dorsal sobre las Islas Británicas y una mayor eestructuración de una vaguada que iría desde el Cantábrico hacia Azores. La zona delantera de la misma, propicia a los ascensos verticales del aire aparece ya con nubosidad sobre el noroeste peninsular. Empezaban a formarse las primeras tormentas (Imagen EUMETSAT)

A las 12 TMG del día 11, la vaguada se ha desdibujado algo y la nubosidad sobre el centro peninsular decae. En esta imagen que recoge una zona geográfica más amplia puede verse el amplio "remonte" tropical-subtropical desde la Zona de Convergencia Intertropical hacia el norte en cuyo seno se encuentra el huracán "Humberto". A su izquierd, sobre buena parte del Atlántico, aparece aire mucho mas seco, correspondiente a entradas de aire polar. La interacción entre estas circulaciones son complejas y con frecuencia dificultan las predicciones (Imagen EUMETSAT)

Sin embargo, para que se produzca una situación como la que nos ocupa, junto con ese mecanismo de ascenso del aire, es necesario que ese aire sea muy ligero, es decir, cuanto más cálido y húmedo, mejor. En este tipo de situaciones suele existir también inestabilidad atmosférica, es decir, ausencia de capas de aire que impida el ascenso de ese aire más cálido y húmedo de niveles más bajos. Pues bien el sondeo de Madrid nos daba esas características. Además, parece también que en las capas bajas el aire que entraba era más frío, algo que por un efecto de "cuña" ayudaba a la elevación. Por tanto, todos los ingredientes estaban servidos.

Si esta es la explicación al menos parcial del fenómeno...¿que es lo que "no vieron" los modelos para no predecir las tormentas de la zona afectada? Lo primero que hay que decir es que los modelos que no lo vieron fueron los modelos globales GFS o ECMWF mientras que, según me han contado quienes tienen acceso a ellos, algunos de alta resolución sí mostraron algunas señales, como también aparecía algún síntoma en el modelo "ensemble" del mismo Centro Europeo. En cualquier caso creo que las fuentes del error pueden ser dos, o una combinación de ambas: La primera es que el análisis de partida no recogiera adecuadamente algunos máximos de viento en niveles altos, probablemente en la zona de las Islas Británicas, y ello llevará a un peor "manejo" de la retrogresión de la vaguada. Otra posibilidad es que en ese análisis no estuviera bien recogido el contenido de humedad del aire que ayer era bastante abundante sobre la Península. Sin embargo, y me parece lo más importante, es el tratamiento de la convección por parte de estos modelos. La simulación de la convección es uno de los temas de modelización más compleja y sobre todo requiere, para ser bien tratada, la utilización de modelos no hidrostáticos y de muy alta resolución que permitan su simulación "real" en vez de su "parametrización" que es una cierta aproximación, con frecuencia burda, a la que puede resultar en la realidad pero que no funciona bien en fenómenos de relativa pequeña escala o de una cierta complejidad, como éste que nos ocupa.  Esperemos que AEMET ponga definitivamente operativo el modelo Harmony que tan buenos resultados parece estar dando y quede a libre disposición en su web cuando su explotación y verificación se consolide. Es importante también, como tantas veces he comentado, una mayor utilización de los modelos probabilísticos, que seguramente hubieran dado la probabilidad, aunque fuera pequeña, de una evolución de este tipo.

Para acabar sólo recordar que estamos en la transición del verano al otoño y la circulación atmosférica se torna a veces muy compleja. Junto a los primeros "descuelgues" de aire polar permanecen todavía buenas "remontadas" de circulaciones tropicales y subtropicales. Sus interacciones son con frecuencia complejas y a veces difíciles de resolver por los modelos de predicción. Es entonces cuando el valor añadido humano, a través de un experto proceso de análisis y diagnosis, puede ser importante para ejercer una cierta crítica sobre el comportamiento de los distintos modelos y establecer así una adecuada estrategia de predicción y vigilancia. Sin embargo, la calidad creciente de esos modelos hace que, fuera de los Servicios Meteorológicos, prácticamente no se realicen esas tareas básicas. Y en esos mismos Servicios hay que cuidarlas mucho y potenciarlas. Alguien debe hacerlas siempre...y contarlas. Es el valor añadido de los profesionales.