Lluvias intensas: advección de vorticidad y/o de espesores...¿Y algo más?

En relación con las intensas lluvias de estos días en el área mediterránea he comentado con frecuencia que existen dos factores de los que dependen los movimientos verticales de ascenso y el desarrollo de nubes y precipitaciones. El primero es la advección de vorticidad positiva en niveles altos (proporcionado muchas veces, pero no siempre, por las danas, en el caso de que estén presentes) y la advección de espesores, es decir la llegada de aire cálido y húmedo a la zona en cuestión, como suele ocurrir en estas situaciones. Sin embargo existe otro factor más, que en general no se tiene en cuenta, porque resulta ser casi despreciable la mayoría de las veces en comparación con las dos anteriores.

Este factor está muy relacionado con el desprendimiento del calor de condensación y los cambios de estabilidad en el seno de las grandes estructuras convectivas, tal como ocurre en los trópicos y en algunas zonas como la mediterránea donde a veces la atmósfera se encuentra prácticamente tropicalizada.

La influencia de este tercer factor (el tercer término de la ecuación omega para los expertos) es un poco difícil de explicar pero tiene relación con el establecimiento de una circulación compensatoria para restablecer el equilibrio perdido por la citada liberación de calor latente, lo que forzaría la llegada de más "combustible" por las capas bajas hacia el sistema convectivo. Esto podría llevar a una casi continua regeneración dels sistema en la misma zona hasta que ese mecanismo por alguna razón se desacople. Y quizás podría intervenir en el mantenimiento de los denominados "trenes convectivos".

Aunque desde un enfoque un poco distinto (variación de la vorticidad en capas bajas), esta cuestión fue estudiada profundamente por Mariano Medina tratando de buscar, de forma predictiva, donde podría tener importancia esta contribución, lo que permitiría afinar más en la localización de las intensas precipitaciones. En su último y casi desconocido libro "La predicción del tiempo basado en los teoremas de la vorticidad" afirma que, si bien este proceso es importante en la convección tropical puede serlo -como claramente parece que lo es- en algunas situaciones mediterráneas.

No soy experto en modelos de mesoescala de entre 1 a 5 km pero supongo que recogen este tipo de contribución dando lugar a las grandes cantidades de precipitación que en situaciones de este tipo pronostican, aunque lógicamente sea muy difícil la determinación exacta espacial y temporal. En cualquier caso la termodinámica y la dinámica de las estructuras convectivas mediterráneas, con sus grandes nubes cálidas, necesitan seguramente un mayor y urgente esfuerzo de investigación y modelización. Estas nubes son las responsables directas de las intensas lluvias, más allá de si se han desarrollado, o no, en el entorno de una dana.

De danas, nombres e impactos

En la imagen del canal de vapor de agua de primera hora de la tarde de hoy miércoles, aparecen los protagonistas atmosféricos que van a dar lugar a un cambio en la situación meteorológica que durará, al menos, hasta el domingo.

Una vaguada (V) atraviesa la Península acompañada en su zona delantera por un máximo de viento en altura, y ya a última hora del día dará algunos chubascos tormentosos en algunas zonas mediterráneas.

Al oeste de esa vaguada, en pleno Atlántico, una dorsal anticiclónica (D), formada en el seno de una circulación tropical/subtropical, crece y se expandirá hacia el norte, al tiempo que inclinará su eje hasta orientarlo de E a W, tal como ya se aprecia en la topografía de 300 hPa prevista para mañana jueves a mediodía.

Ello va a dar lugar, en un proceso denominado "retrogresión", a que llegue hacia el Mediterráneo occidental y buena parte de la Península Ibérica, aire frío de latitudes  más septentrionales, quedando un seno de este aire en altura sobre el más húmedo y cálido del mar.

Progresivamente, la pendulación de la dorsal de niveles altos irá originando un reforzamiento del anticiclón sobre Europa occidental y central. De este modo, entre su borde sur y un seno de bajas presiones relativas sobre el norte de África se va estableciendo un flujo de viento del NE/E hacia las costas mediterráneas españolas, tal como se empieza a observar en este mapa de superficie previsto también para mañana a mediodía.

Es una situación atmosférica bien conocida que seguramente va a dar lugar a un temporal de lluvias abundantes, en algunas áreas copiosas, de algunos días de duración, en amplias zonas mediterráneas. Puede acumular cantidades importantes de lluvia, en general beneficiosas, si bien en algunos lugares y momentos puede desarrollarse actividad tormentosa que podría dar lugar temporalmente a precipitaciones más intensas. 

Es verdad que a, partir del viernes, los modelos muestran algunas circulaciones cerradas inmersas en el seno de aire frío sobre el Mediterráneo, tal como se ve en la topografía de 300 hPa prevista para la tarde del próximo viernes:

 Pues bien esta situación es identificada por Aemet como una dana, a la que, por su supuesta capacidad de "alto impacto", ha dado en denominar "Alice", según lo establecido en un acuerdo entre algunos paises en el seno de EUMETNET (Red de Servicios Meteorológicos Europeos)

En mi opinión, esa, o esas pequeñas circulaciones cerradas, no se han separado de ninguna circulación principal ni han desarrollado una marcada circulación en altura sobre nuestras zonas, como en las danas ocurre. Es simplemente una acumulación de aire frío que, lógicamente genera zonas de geopotenciales algo más bajos y que los programas de contorneo señalan con una única isohipsa cerrada, que a veces incluso desaparece. La circulación asociada en niveles altos es por tanto muy poco marcada y la advección de vorticidad positiva, si existe, es muy débil. 

Eso no quiere decir que no vaya a haber lluvias abundantes porque esas ya las asegura el flujo húmedo del este, el aire frío arriba y la orografía. Y es verdad que ciertas interacciones de estos elementos pueden generar de forma dispersa algunos fenómenos tormentosos, pero no con la intensidad y extensión de una dana "ortodoxa".

Por tanto no acabo de entender del todo la denominación de "dana" para esta estructura y menos que se la considere de "alto impacto". Si se refiere solo a unas importantes precipitaciones estoy de acuerdo, pero si se refiere a un alto impacto sobre vidas y bienes creo que le corresponde a Protección Civil determinarlo. De hecho, si se quisiera que lo determinara Aemet, habría que modificar sus competencias, formar a sus predictores para ello y proporcionarles los datos e informaciones necesarias. Pero estoy seguro que no es el caso.

Y dado que se la considera de alto impacto, se la "bautiza" con el nombre de Alice. ¿Hay necesidad? ¿que información añade de relevancia o interés?, se es capaz de determinar a priori ese impacto?...¿tranquiliza o asusta más? 

No nos distraigamos más en nombrar y catalogar. Como muchas personas apuntan, háblese mejor de un temporal de lluvias abundantes, ocasionalmente intensas,  hágase la mejor predicción posible sobre localizaciones e intensidades, llévese a cabo una eficaz vigilancia y una actualización y comunicación continuada de la situación y déjese para Protección Civil, en su caso con la colaboración de otros expertos, la determinación del impacto sobre vidas y bienes. 

Si se hiciera así...¿qué añade el llamarse "Alice" o el nombre de la lista que corresponda? Y, si se arguye que esa es la única manera eficaz de llamar la atención de población y autoridades, creo -me temo- que algo se está haciendo mal.

"Danas", mi nuevo libro

La ocurrencia de la catastrófica inundación del 29 de octubre pasado en L´Horta Sud despertó en mí un cúmulo de sensaciones y pensamientos de todo tipo, pero sobre todo mucho dolor porque no se hubiera evitado el elevadísimo número de víctimas que se produjeron. Me di cuenta que, junto a la acción y a la reflexión política y social para conocer -y corregir- los fallos que se hubieran cometido a nivel organizativo y operativo, era necesaria una reflexión individual sobre  qué podía hacer cada persona para socorrer, aliviar, organizar o clarificar. Todo ello coincidió con la idea que tenía desde hace tiempo de escribir un libro sobre las danas y su conjunción me animó definitivamente a escribirlo. Ahora ya puedo anunciar su publicación.

Se trata de un libro muy personal, escrito a partir de mi larga experiencia de trabajar con estas borrascas durante muchos años, tanto como responsable de Predicción en el antiguo Instituto Nacional de Meteorología (INM) como posteriormente responsable de Comunicación y portavoz de AEMET hasta mi jubilación.

Las presentaciones tendrán lugar en la Facultad de Geografía de Valencia el 29 de septiembre a las 17,30 horas y en la Real Academia de Ciencias de Madrid el 7 de octubre a las 18 horas. Será un placer mantener un diálogo tranquilo con los asistentes sobre el contenido del libro. 

El libro podrá adquirirse en estos actos pero ya está disponible en Amazon.

Para conocer mas en detalle su contenido pongo a continuación el índice del mismo:

PRÓLOGO (José Ángel Nuñez)

INTRODUCCIÓN

1.- LA FISICA DE LAS DANAS

¿Qué es una dana?

Conociendo mejor cómo se originan

¿Cuál es su ciclo vital?

¿Cuáles son sus zonas «activas»?

Las danas del chorro subtropical

La conexión subtropical-tropical

De la gota fría a la dana

2.- DANAS Y LLUVIAS TORRENCIALES

¿Cómo se producen en general las precipitaciones?

¿Cómo generan precipitaciones las danas?

¿Puede haber danas que no generen lluvias intensas?

¿Y puede haber lluvias intensas o extensas sin danas?

¿Qué zonas de España son las más afectadas por las precipitaciones de las danas?

3.- HISTORIAS DE LLUVIAS INTENSAS RELACIONADAS EN SU MAYOR PARTE CON DANAS.

Octubre de 1957: La riada del Turia en Valencia

Las inundaciones del Vallés de septiembre de 1962

Las inundaciones de La Rábita y Albuñol de octubre de 1973

La pantanada de Tous de octubre de 1982

Las inundaciones del País Vasco de agosto de 1983

El temporal de Canarias de noviembre de 2014

La inundación de la Vega Baja del Segura de septiembre de 2019

Las torrenciales lluvias, sin dana, de Benicàssim y Sagunto del 29 de agosto de 2021

Las inundaciones en las provincias de Madrid y Toledo de septiembre de 2023

La catastrófica inundación de Valencia de octubre de 2024

4.- LA PREDICCIÓN Y VIGILANCIA DE LAS DANAS

Los tiempos «sinópticos»

Los modelos numéricos

La vigilancia meteorológica y la predicción inmediata

Danas e inteligencia artificial

El papel de los predictores

5.- DANAS, AVISOS, ALERTAS

La «gota fría» de 1982 y el inicio de los PREVIMET

Meteoalarm y Meteoalerta

Algunas reflexiones y una propuesta

Lo que parece irrenunciable

6.- ¿CÓMO EVOLUCIONARÁN LAS DANAS CON EL CAMBIO CLIMÁTICO?

Un mejor «combustible» en capas bajas

¿Qué está pasando con los chorros?

La interacción polar-subtropical: las grandes dorsales

Y en este contexto, ¿qué ocurre con las danas?

Pero, ¿es cambio climático?

7.- LO QUE QUEDA POR HACER

¿Qué investigaciones serían prioritarias?

La operatividad

La evolución de los avisos

Comunicación

Clarificación de conceptos

AGRADECIMIENTOS

GLOSARIO

GUÍA DE LECTURA

Picos, valles...y mesetas de calor

Esta mañana la dana (D) se encuentra centrada ligeramente al SW de Lisboa, mientras a su derecha aparecen las nubes típicas de un máximo de viento en altura (flecha azul). Todo ello da lugar a la aparición de algunos chubascos en Extremadura.

Empezamos ya la última semana de junio -un junio verdaderamente caluroso pero me temo que ya dentro de las nuevas "normalidades" veraniegas- con un guión meteorológico bastante bien definido. La primera mitad de la semana estará dominada por la presencia de una dana, situada al oeste s dando lugar a chubascos y tormentas -algunas con un grado alto de severidad- en la mitad oeste peninsular. Ya el miércoles la dana abandonará la Península con rumbo hacia el norte y extenderá la inestabilidad hacia la mitad oriental del Cantábrico.

Las temperaturas se habrán suavizado algo a partir del martes, pero ya el jueves la expansión de la dorsal cálida norteafricana dará lugar a una nueva subida que se intensificará a partir del viernes, para llegar a alcanzar probablemente valores que en algunas zonas superarán los 40 grados en amplias zonas de la Península. 

¿Y después? ¿Pico o meseta? ...¿Va a bajar de latitud alguna onda del chorro y nos va a dar un cierto alivio térmico (como solía ser normal en los "antiguos veranos"? (Pico")....o no va a bajar esa onda y nos mantendremos varios días con temperaturas muy elevadas ("meseta") que es a mi juicio la situación verdaderamente dañina y que se ha dado más en los últimos veranos?

Los modelos que llegan hasta diez días muestran una onda, no muy pronunciada, aproximándose....

Así lo ve el modelo del Centro Europeo a diez días vista (2 de julio): la dorsal se desplaza hacia el este y una onda atlántica no muy pronunciada, se va aproximando:

Por su parte el modelo de IA desarrollado por Microsoft y denominado "Aurora" lo ve así, mas o menos para la misma fecha. La onda atlántica no muy desarrollada también aparece: 

Pero, finalmente ...¿va a entrar o no esa onda?: 

Vamos a intentar ir un poco más allá: Veamos la predicción a 300 hPa para el 6 de julio proporcionada por el sistema ensemble del AIFS (recordemos que el AIFS es el sistema de predicción por inteligencia artificial o de "aprendizaje automático del Centro Europeo":

Las isolíneas muestran el campo medio del geopotencial de 300 hPa mientras que las zonas sombreadas se refieren a la desviación estándar con respecto a la media del conjunto. Simplificando un poco podemos decir que la probabilidad de que nos afecte esa onda, más o menos marcada, es relativamente probable. Habríamos tenido entonces un pico de calor desde el próximo fin de semana hasta los primeros días de julio; algo que, por otra parte, suele ser climatológicamente normal.

En fin, tengamos esperanza de que el verano de 2025 tenga, como "antiguamente" "picos de calor" seguidos de algunos "valles" relajantes, en vez de tórridas y continuadas "mesetas".

Mucho calor: ¿Va a "romper " la atmósfera por algún sitio?

La imagen de media mañana de hoy jueves muestra a la Península y Baleares con cielos completamente despejados. Solo aparecen algunos débiles brotes convectivos sobre zonas de la Ibérica y de las Sierras Béticas. Y, todavía, algunos puntos de nieve residual en los macizos de los Picos de Europa y las cumbres más altas de Gredos. Por su parte, el viento de levante en Alborán deja su débil traza en el mar y genera alguna nubosidad de retención en la embocadura del estrecho.

Al oeste de la Península predominan las grandes extensiones de estratocúmulos. Sin embargo, ligeramente al SW de Lisboa, aparece un pequeño núcleo de nubes convectivas (flecha azul). Ello, junto con la nubosidad de Marruecos hace pensar que "algo" hay ahí.

Para verlo nos vamos a la imagen del canal de absorción de vapor de agua:

Ahí está. Se trata de la denominada "convección del núcleo" que suele aparecer en el centro de las danas, su zona más fría. Por su parte, las nubes de las cercanías de Marruecos se desarrollan por la advección de vorticidad positiva de su zona delantera. A su vez, la gran cúpula de aire cálido queda perfectamente reflejada, pero, como comentaba ayer, "debilitada" por la dana. 

Pues bien, esa dana se va a ir moviendo hacia el NE, y quizás, muy a últimas horas de hoy, pudiera dar lugar ya a algún chubasco débil en zonas montañosas del NW peninsular.

En la madrugada de mañana esa pequeña dana/vaguada se encontrará sobre el NW peninsular. Las isohipsas de su parte delantera presentan una estructura difluente, lo que casi siempre va unido a divergencia, a su vez estrechamente relacionada con la advección de vorticidad positiva. En concreto, condiciones para el ascenso del aire cálido de capas bajas y formación de nubes convectivas con algunos chubascos tormentosos. Éste es el mapa de acumulación de precipitación previsto para mañana:

Chubascos por amplias zonas de la mitad norte, sobre todo en las más montañosas y en algunas otras de las Béticas y de La Mancha. Como hay poca humedad disponible en capas bajas -en las medias y altas hay algo más, debido al aire que circunda a la dana- no parece que las precipitaciones vayan a ser abundantes, pero no habría que descartar que se registraran algunas de cierta intensidad cuando, más o menos localmente, se pudieran dar condiciones adecuadas en superficie.

Es posible que mañana aún se atribuyan estas tormentas al calor. Antiguamente se decía que, hacía tanto calor que la atmósfera "tenía que romper por algún sitio". La atmósfera no "rompe" solamente por el aire cálido de capas bajas. Ese aire tiene tendencia a subir, por supuesto, pero siempre que haya alguna estructura en capas medias/altas que le ayude a hacerlo, o al menos, que no se oponga a ello. De otro modo, tendríamos "tormentas de calor" todo el verano. Ahora ya con modelos de mucha más calidad y con la ayuda de las imágenes de vapor de agua vemos que la atmósfera no "rompe" simplemente por mucho calor.

Fuerte calor y lluvias fuertes: las dos caras de una misma moneda

Salvo algunas nubes bajas asturianas y ciertas nubes convectivas por las sierras béticas, la Península y Baleares aparecen despejadas en este comienzo de un periodo de cuatro o cinco días de temperaturas elevadas.

Una de las conclusiones más claras de cómo el cambio climático está afectando a España es que el periodo veraniego, es decir los meses de junio, julio y agosto, se va adentrando claramente en mayo. Tenemos ejemplo de ellos, al menos, en los años 2015 y 2022, y a ellos parece que ahora vamos a añadir el de 2025. Quizás el único "consuelo" de este año es que, a diferencia de esos años, esta vez el periodo de temperaturas elevadas va a ocurrir justo al final de mes y entrando ya en junio, mientras que en los anteriores sucedió a mediados. 

La causa, al menos próxima, no es ninguna novedad: el establecimiento desde hoy miércoles sobre la Península de una gran dorsal de aire subtropical que va a provocar en principio subsidencia, es decir calentamiento del aire de capas bajas por aire descendente de niveles altos y medios. A su vez, esa descendencia se opone a que al aire de capas bajas suba al calentarse y pudiera generar nubes de uno u otro tipo por lo que los cielos permanecen despejados dando lugar a una fuerte insolación. Y, por otra parte, no hay modo de que el viento pueda aparecer, salvo algunos casos particulares, con lo cuál no existe "efecto ventilador".

Otra aparente "ventaja" es que esta dorsal cálida no es de una amplitud desmesurada, como algunas de las que estamos viendo en los últimos años. Cuando lo son, tienden a ser más duraderas. Sin embargo, ésta que ahora nos visita parece que va a tener sus "debilidades". Así, el viernes una pequeña vaguada la erosionará en su zona oeste, permitiendo la aparición de algunas tormentas en la mitad norte peninsular. Por otra parte, el domingo empezará su traslado hacia el este para, ya el lunes, dejar que el chorro polar circule ya sobre la Península con aire atlántico bastante más fresco.

¿Es posible que se batan récords de temperatura? Es posible que se bata alguno, pero no creo que de modo generalizado. Una razón es la naturaleza y las "debilidades" de esta dorsal, y otra es que el "listón" para mayo está ya muy alto por ocasiones anteriores.

Y la pregunta de siempre: ¿es ola de calor? Técnicamente no, dado que la definición oficial se refiere a los meses veraniegos. Por otra parte no parece que vayan a cumplirse, al menos parcialmente, los criterios establecidos por Aemet para definirla en cuanto a extensión, duración e intensidad. Por tanto, hoy por hoy, se trata de un periodo de temperaturas muy elevadas. Otra cosa es que la Organización Meteorológica Mundial (OMM) decida ampliar el periodo a considerar... Pero la OMM suele ser lenta para este tipo de decisiones. 

Antes de finalizar, quiero mostrar el mapa de precipitación acumulada en Europa hasta el próximo sábado. 

Se ve como en zonas de Europa central y oriental pueden ser importantes al estar afectadas por una dana. Es la prueba de la profunda asociación entre dorsales cálidas y borrascas frías o danas. Son las dos caras de un mismo fenómeno: las ondulaciones de la circulación atmosférica que, a mi juicio, se van haciendo cada vez más marcadas y frecuentes a causa del calentamiento global. 

Dado el impacto de estas altas  temperaturas, recomiendo un seguimiento cuidadoso de los avisos e informaciones de AEMET.

Calor, tormentas, primavera

Esta imagen de primera hora de la tarde, "huele" ya a primavera. El paso de una pequeña onda por el NW peninsular (flecha azul en el mapa siguiente), genera una cierta advección de vorticidad que, unida al calentamiento diurno, origina movimientos verticales y nubes convectivas, a veces tormentosas.

Aparecen ya por la Cantábrica occidental y Montes de León, Sistema Central y puntos de la Ibérica y Montes de Toledo, donde están ya generando algunos chubascos. Se irán extendiendo fundamentalmente por la mitad norte y mañana los chubascos y tormentas seguirán afectando a Cataluña y, quizás, norte de Baleares.

Por otra parte, en la imagen de satélite, también se aprecia que, lo que queda de una débil vaguada de aire frío procedente de Canarias, lleva nubosidad alta al SE peninsular; pero también su débil circulación delantera puede generar nubosidad y algún chubasco sobre las sierras Béticas (visible ya en la imagen radar)

Después, dos o tres días de calor creciente mientras se organiza la borrasca fría de la que va a depener el tiempo del, para muchos, puente de mayo. En esta imagen, la topografía de 500 hPa, para la madrugada del próximo martes, la vemos ya bien formada al oeste de Portugal mientras una dorsal cálida se centra sobre la Península.

La eterna duda en estas situaciones es sí se la borrasca se va a quedar estacionaria al oeste o va a ir penetrando en la Península a partir, quizas, del miércoles. Y, si lo hace, hasta donde lo hará. Ello es importante porque puede significar tener unos días de temperaturas elevadas por la entrada de viento seco del sur, o bien muy tormentosos en la medida que avanza.

Tal como apuntan hoy los modelos, parece que en la Península predominará el tiempo inestable esa segunda mitad de la semana, mientras que sobre el Mediterráneo se instalaría una cúpula de aire cálido con temperaturas casi veraniegas. Y en la zona de contacto entre ambas masas, se darían las condiciones para fuertes tormentas, algo que suele ser frecuente en los últimos días de abril y primeros de mayo. Primavera.