Qué es un modelo meteorológico?

Todos hemos oído hablar de los modelos meteorológicos y es más que probable que los hayamos utilizado en más de una ocasión. Por ejemplo, cuando consultamos una predicción meteorológica automática en alguna aplicación que tengamos en nuestro móvil o en alguna página web estamos consultando en realidad los datos extraídos de un modelo meteorológico, como la predicción automática por municipios que aparece en la página web de AEMET.

prediccion_automaticaFuente: http://www.aemet.es

Pero, qué es exactamente un modelo meteorológico? Un modelo meteorológico es un conjunto de ecuaciones introducidas dentro de un programa informático que permiten, a partir de unos datos de entrada que definen el estado inicial de la atmósfera (las observaciones), estimar cuál será la evolución futura de las condiciones meteorológicas para un conjunto de puntos determinado.
Para ello los modelos meteorológicos simplifican la atmósfera a una malla tridimensional con un número finito de nodos, que son los puntos concretos para los que se resuelven las ecuaciones.
La configuración de esta malla tridimensional es una de las diferencias entre modelos y se suele definir a partir de la resolución horizontal, que viene dada por la distancia existente entre los nodos, y del número de niveles verticales, que determina en cuantos niveles verticales se divide la atmósfera en el modelo.
Evidentemente, un mayor número de nodos permitirá obtener unas predicciones con un mayor detalle espacial, a cambio de una mayor complejidad y un mayor tiempo de ejecución.

AtmosphericModelSchematic
Fuente: http://celebrating200years.noaa.gov/breakthroughs/climate_model/AtmosphericModelSchematic.png

El sistema de ecuaciones que rige la evolución de la atmósfera es muy complejo, y en ocasiones es necesario resolverlas mediante aproximaciones, siendo una de las fuentes de las inexactitudes en las predicciones. Las ecuaciones de Navier-Stokes, que rigen el movimiento de un fluido (como es el aire o el agua), y por tanto tienen una gran influencia para el pronóstico meteorológico, forman parte de las ecuaciones del milenio, un conjunto de siete ecuaciones para las que hoy en día no existe todavía una solución exacta conocida y cuya resolución está premiada con un millón de euros (más información en wikipedia o en este artículo de ABC).

Otra de las fuentes de los errores en las predicciones es el hecho de que no es posible conocer el estado inicial de la atmósfera a la perfección. Aunque a día de hoy están disponibles un gran número de observaciones procedentes de distintas fuentes (estaciones meteorológicas, radiosondeos, satélites, radares, sensores incorporados en aviones o barcos, etc…), la realidad es que únicamente podemos obtener una aproximación al estado real de la atmósfera, que en general será mejor cuantos más y mejores datos observados tengamos.

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Fuente: https://public.wmo.int/en/programmes/global-observing-system

Para hacernos una idea, el ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) procesa aproximadamente unas 40 millones de observaciones diarias, aunque las observaciones exactas que se utilizan y la manera en la que éstas se procesan es otra de las grandes diferencias existentes entre modelos.

Otra diferencia importante entre los distintos modelos es el área para la que nos proporcionan los pronósticos meteorológicos. Así, se pueden encontrar modelos globales, que ofrecen pronósticos para todo el globo, y modelos de área limitada, que se centran en regiones más pequeñas. A cambio de trabajar con regiones más pequeñas, los modelos de área limitada suelen tener un mayor detalle espacial.

Para finalizar esta breve introducción a los modelos meteorológicos se adjuntan algunas de las características fundamentales de los modelos más relevantes para el pronóstico meteorológico en Baleares y España.

Modelo     Centro*      Ámbito     Resolución     Niveles
                                   Horizontal    verticales
---------------------------------------------------------------
GFS        NOAA         Global        13 km         64
IFS        ECMWF        Global         9 km        137
HARMONIE   AEMET        Regional     2.5 km         65
AROME      METEOFRANCE  Regional     1.3 km         65
WRF        METEOCAT     Regional       3 km         31
WRF        METEOGALICIA Regional       1 km         31

*Se informa del Centro que ejecuta el modelo, no del Centro o Consorcio que lleva a cabo su desarrollo.

1 de juny – Comença l’estiu climatològic

En climatologia, l’arribada del mes de juny suposa també l’arribada de l’estiu, ja que a l’hora de fer estudis climàtics es considera que l’estiu està format pels mesos de juny, juliol i agost.

No de bades, tot i que l’estiu astronòmic no s’inici fins al 21 de juny, amb el pas del solstici d’estiu, la realitat és que ja des de principis del mes de juny es poden donar temperatures ben elevades, típiques de l’estiu.

A la Península Ibèrica aquesta serà la situació enguany, amb temperatures que ja avui, dia 1 de juny, podran superar els 35ºC a molts d’indrets. A les Illes Balears encara no esperam valors de ple estiu, però si que la calor ja va arribant, i durant aquest cap de setmana les temperatures màximes quedaran per damunt dels 25ºC de manera general, sense descartar que a qualque indret concret es puguin assolir els 30ºC.

Per cert, a més de començar l’estiu climatològic, dia 1 de juny s’inicia també oficialment la temporada d’huracans a l’Atlàntic.

Com a curiositat, els noms que rebran els ciclons tropicals que es formin a l’Atlàntic durant aquesta temporada seràn els següents. Bé, en realitat el proper cicló tropical serà Barry, ja que durant el mes de maig ja es va formar un cicló tropical que va rebre per nom Andrea.

Nom           Nom            
-----------------------------
Andrea        Lorenzo        
Barry         Melissa        
Chantal       Nestor         
Dorian        Olga            
Erin          Pablo           
Fernand       Rebekah         
Gabrielle     Sebastien       
Humberto      Tanya           
Imelda        Van             
Jerry         Wendy           
Karen

 

Lluvias para Sant Sebastià

El mapa sinóptico previsto para el mediodía ubica un centro de bajas presiones en las Islas Baleares, que puede provocar un domingo por la tarde pasado por agua, especialmente en Menorca y en el norte de Mallorca, donde las lluvias podrían llegar a acumular cantidades destacables.

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De hecho, existe una probabilidad no despreciable de que se lleguen a acumular cantidades superiores a 20mm, que es lo que se indica en el siguiente mapa.

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Y es que si consultamos mapas de precipitación estimada en 24h se puede ver que incluso podría darse el caso de que se acumularan cantidades cercanas a los 50mm. Deberemos, por tanto, estar pendientes a esta situación de lluvias.

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En cuanto a la nieve, será de cara a la madrugada del domingo al lunes cuando, con la entrada de viento de componente norte y la bajada de temperatura, la cota de nieve puede ir descendiendo hasta la cota 1000m, lo que significa que muy probablemente la nieve volverá a teñir de blanco las cimas de la Sierra de Tramuntana.

Estructuras nubosas asociadas a la irrupción fría.

La irrupción de aire frío que nos afecta es la responsable de la aparición de algunas estructuras nubosas que me gustaría comentar de manera breve en esta entrada.

El siguiente mapa, que representa de manera combinada la presión a nivel de mar y la situación a 500hPa, permite una rápida interpretación de la situación meteorológica. Con un anticiciclón ubicado muy cerca de las Islas Británicas y una borrasca en el sur del Mar Adriático se forma un pasillo de vientos de NNE que provoca la llegada de aire frío hacia la Península Ibérica e Islas Baleares.

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Las 3 flechas del mapa representan la dirección del viento aproximada a nivel de superfície que soplaba a mediodía de hoy en tres regiones diferentes: i) En la costa atlántica francesa, el viento soplaba en dirección ENE, ii) en la zona norte de la Península Ibérica soplaba viento de dirección NE y iii) entre el Golfo de León y Menorca soplaba viento de Tramontana.

En todos los casos se trata de vientos fríos y secos, ya que son vientos de origen continental, y es por eso que las precipitaciones han sido escasas y la Península Ibérica lucía prácticamente libre de nubosidad.

Eso sí, asociado a los vientos ya marcados en el mapa anterior aparecen algunas estructuras nubosas. En el caso de la costa atlántica francesa y el norte de Menorca se puede observar como el viento seco y frío que sale del continente lo hace en un primer momento con ausencia de nubosidad. Sin embargo, a medida que este aire frío circula sobre las masas de agua se va cargando de humedad y pocas decenas de km después de haber abandonado la costa, aparecen ya nubes asociadas a estos vientos.

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Por su parte, la nubosidad presente en el norte de la Península Ibérica es común que se presente en advecciones frías de este estilo, y no es raro que, tal y como sucedía este mediodía, se adentre ligeramente hacia Castilla y León, principalmente a través de la provincia de Burgos.

Primera irrupción fría del invierno

Un pasillo de viento del norte provocará la primera irrupción de aire frío del invierno, con una temperatura a 850hPa que el jueves a mediodía podría bajar hasta los -5ºC.

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El viento del norte circulará por un pasillo que se forma entre el anticiclón ubicado en las Islas Británicas y la borrasca ubicada en el mar Adriático.

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Es de esperar que con la entrada del aire frío en el Mediterráneo se produzca una cierta inestabilización de la situación atmosférica, lo que puede conducir a que se den algunas precipitaciones en las Islas. Debido a que la entrada de aire frío será contundente, estas precipitaciones podrían ser de nieve por encima de 400-500m.

 

Empezando junio con tormenta

Hoy, a 1 de junio de 2018, y con el inicio del verano climatológico, se ha producido una tormenta intensa (en cuanto a intensidad de lluvia) en el interior de Mallorca, que ha acumulado hasta 37,8mm en Inca (red meteoclimatic), 20mm en Binissalem (red AEMET) o 18mm en Sencelles (red balearsmeteo), como cantidades principales.

Para el desarrollo de esta tormenta ha sido clave la convergencia de brisas que se ha producido en el interior de Mallorca, y que días atrás ya había favorecido una tormenta que dejó hasta 35mm en Algaida.

De hecho, esta convergencia de brisas se observa claramente en el pronóstico que hacía el modelo centroeuropeo para las Islas Baleares.

La brisa marina soplaba de SW en la bahía de Palma y de NE en la bahía de Alcúdia. El resultado es que en medio de la isla estos dos vientos chocan, y se ven obligados a ascender. Cuando existen en capas medias de la troposfera elementos que favorecen que estas corrientes continuen su ascenso, se producen tormentas como la de hoy.

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La imagen del radar de AEMET a eso de las 15h de la tarde ubicaba el chubasco en la zona de Inca, más o menos a mitad de camino entre ambas bahías.

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El desarrollo vertical de la nube era importante, marcando en el echotop del radar alturas superiores a 6km.

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De hecho, el desarrollo ha sido suficiente como para que se hayan producido unas pocas descargas eléctricas.

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El coche eléctrico y las energías renovables en Baleares

A raíz de esta notícia, en la que se dice que la nueva ley de cambio climático que impulsa el Govern Balear y que está en fase de redacción, contendrá la obligación de que el 100% de los vehículos de alquiler sean eléctricos en 2030 me han surgido algunas dudas referentes a la implantación del vehículo eléctrico.

Para que un coche eléctrico pueda ser considerado realmente 0 emisiones es necesario que la electricidad que se usa para recargarlo sea generada por energías renovables. Atendiendo a los datos estadísticos que Red Eléctrica de España ofrece en su informe sobre energías renovables de 2016, en Baleares un 6% de la energía generada procedía de energías renovables, lo que equivale a 258 GWh. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la energía obtenida mediante la quema de basuras es considerada en algunas estadísticas como energía renovable, si bien no cumple con el criterio de 0 emisiones. Si excluimos de este cómputo la quema de basuras, y nos quedamos únicamente con la energía eólica y solar (las dos únicas fuentes de energía renovable en las Islas Baleares) nos queda un total de 125 GWh.

Atendiendo a datos estadísticos del Ministerio de Fomento, en Baleares se realizan al año unos 8.000 millones de kilómetros en transporte por carretera. Para calcular la cantidad de energía eléctrica necesaría para realizar todos estos kilómetros con vehículos eléctricos necesitamos una estimación del consumo medio de KWh por km. Para ello, se ha cogido como ejemplo el calculador de autonomía del Renault ZOE, obteniendo un consumo mínimo de 0.15KWh/km y un consumo máximo de 0.26KWh/km en función de las condiciones de conducción (velocidad, temperatura ambiental, tamaño de ruedas).

Una vez tenemos los kilómetros totales que se recorren (8.000 millones), y una estimación del consumo eléctrico por kilómetro, se puede hacer una estimación de la energía total que se requeriría para realizar todos esos kilómetros con vehículos eléctricos, y compararla con la producción de energía renovable.

Dado que la implantación del vehículo eléctrico no será immediata, sinó que será paulatina, dicha estimación se ha realizado suponiendo distintos niveles de penetración del vehículo eléctrico (desde el 10% hasta el 100% en escalones del 10%). Por ejemplo, para una implantación del 10%, con un consumo mínimo (0.15KWh/km), la energía requerida sería ya de 120 GWh, lo que se corresponde con el 96% del total de energía renovable generada en las Islas en 2016.

En el caso extremo, en el que todos los kilómetros se realizan con vehículo eléctrico, y que además el consumo medio es de 0.26KWh/km, la energía requerida podría llegar a ser de 2080 GWh, lo que supone unas 16 veces la energía renovable producida en las Islas en la actualidad.

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ACLARACIONES

1.- Gracias al cable eléctrico que une la Península con las Islas el total de energía renovable consumida en Baleares es superior a la energía renovable producida, pero en este cálculo se ha considerado únicamente la energía renovable generada en las Islas

2.- El consumo medio, estimado usando datos de un Renault ZOE, supone únicamente una aproximación. Hay que tener en cuenta la variedad de vehículos que circulan por nuestras carreteras (furgonetas, autocares, camiones, motocicletas) y que tienen consumos muy diferentes.

Episodio de calor intenso en Baleares

Desde hoy mismo y durante los próximos días se prevé un episodio de calor intenso en las Illes Balears, con temperaturas que podrían llegar hasta los 40ºC, sin descartar que se pueda sobrepasar ese umbral.

Ante tal circunstancia, la Agencia Estatal de Meteorología ya ha activado avisos meteorológicos por calor intenso. Sirva como ejemplo el mapa de avisos para el lunes, en el que se comprueba que para Baleares hay activos avisos de color naranja.

Avisos

Si observamos el gráfico de temperaturas máximas previstas en Porreres durante los próximos días, se ve que el valor máximo predicho es de 39ºC en la jornada del martes, que parece que será el día con valores máximos de este episodio.

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Aunque parece que entre el miércoles y el jueves la temperatura podría bajar algunos grados, no está del todo claro. De hecho, si se revisa la evolución prevista de temperatura a unos 1500m durante los próximos 6 días según el GFS, se observa como los colores morados son una tónica en las Illes Balears, indicando que, aunque con pequeñas oscilaciones, las temperaturas pueden mantenerse en valores elevados durante un período de 5-6 días.

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Curva de humedad relativa diaria en presencia de brisa marina (embat)

La capacidad del aire de contener agua en estado gaseoso (vapor de agua) varía en función de la temperatura. A mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua puede contener el aire, y a la inversa.

La humedad relativa es una variable que nos indica, en porcentaje, como de cerca o lejos estamos de esta cantidad máxima. De tal manera que un 100% de humedad relativa indica un aire saturado, es decir, aquel aire que ya no puede contener más vapor de agua y, por lo tanto, aparece la condensación (formación de pequeñas gotas de agua).

Si suponemos que durante un período determinado de tiempo la humedad absoluta del aire no cambia, la humedad relativa seguirá una curva inversa a la temperatura, con mayor humedad relativa cuando la temperatura alcance su mínimo, y viceversa.

Expresado en forma de evolución diaria en un día clásico, esto da lugar a que la humedad relativa máxima se alcance poco después de la salida del sol (cuando se da la temperatura mínima), y que entre mediodía y media tarde tengamos los valores mínimos (cuando se da la temperatura máxima).

Sin embargo, en las regiones afectadas por la brisa marina existe un aporte de humedad extra durante las horas centrales del día que modifica ligeramente este patrón. El momento en el que aparece este repunte de humedad variará en función del momento en el que llega la brisa. Con lo que zonas más próximas a la costa lo presentan más temprano que zonas algo más alejadas.

En este conjunto de gráficos se presenta información de viento (tanto dirección como velocidad), temperatura y humedad de la estación meteorológica de Llubí, situada en el centro-norte de Mallorca, y con un régimen de brisas de NE.

Se observa claramente como el viento se va intensificando a lo largo del día, con un máximo entorno a las 16h (momento en que la dirección está muy fijada a NNE). Es decir, es un día claro de brisa marina (embat)

chart (3) WIND (3)

Qué pasa con la temperatura y la humedad? La temperatura presenta un valor máximo entorno a las 12h, para quedar estabilizada durante unas cuantas horas. (Esta estabilización se debe a la presencia del embat).

Mientras tanto, y coincidiendo con la punta de viento de las 16h, la humedad relativa presenta un ligero repunte en sus valores, afectando así a esa curva teórica que comentábamos anteriormente.

HR chart (2)

Noches tropicales y noches a 30ºC

Se conocen como noches tropicales aquellas en las que la temperatura no baja de los 20ºC, y en verano son noches bastante habituales, sobretodo en las regiones de costa, pero también en algunas zonas del interior peninsular.

Se utiliza el límite de 20ºC ya que con temperaturas superiores el descanso nocturno se ve afectado. A parte de la temperatura, la influencia de la humedad es también importante, ya que con valores de humedad elevados la sensación de calor es más elevada.

Este tipo de noches son muy frecuentes en el verano de las Illes Balears, e incluso se pueden encontrar noches mucho más cálidas. Estoy pensando en las temperaturas excepcionalmente calurosas que en algunas noches de verano se dan en la costa norte de la Serra de Tramuntana, como la que ha tenido lugar esta pasada madrugada y parece que se reproducirá esta próxima noche.

Hablamos de noches en que se puede llegar a temperaturas superiores a 30ºC (rozando los 40ºC en los episodios extraordinarios), con humedades bastante bajas, y rachas de viento bastante intensas. Este tipo de situaciones se produce cuando, con una masa de aire cálido encima, domina el viento de SE. La Serra de Tramuntana supone un obstáculo claro al viento de esta dirección, y lo que provoca es que en la cara norte de la Serra baje aire que se va recalentando y resecando a medida que pierde altitud.

Este fenómeno se observa muy bien en los datos de Estellencs (que se pueden consultar en la web de www.balearsmeteo.com), En la línea roja se representa la temperatura, que entorno a la 1 de la madrugada ha ascendido repentinamente hasta los 30ºC, bajando repentinamente el punto de rocío (lo que nos indica que ha llegado aire mucho más seco), y todo esto ha sucedido en un momento en el que según la gráfica de viento, éste ha empezado a soplar con velocidades comprendidas entre los 20 y los 30km/h.

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Viento

Además, se observa claramente que el momento en el que viento ha calmado, la temperatura ha vuelto a descender hasta valores cercanos a los 20ºC al tiempo que la humedad se volvía a incrementar.

Con todo esto, los vecinos de Estellencs se han pasado gran parte de la madrugada padeciendo temperaturas próximas a 30ºC. Sin embargo, la temperatura mínima registrada ha sido de 22.7ºC, nada representativa de lo que ha sido una noche extremadamente cálida, en la que seguramente ha sido muy difícil conciliar el sueño.

Dado que con estas situaciones se hace difícil descansar, no estaría justificado que existieran avisos por temperaturas nocturnas elevadas?