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.

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.

GFS_flechas_viento

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.

Sat_flechas_viento

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.

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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30/09/2015. Pluges fortes o extraordinàries? Incerteses al màxim nivell

Em resulta molt complicat elaborar un pronòstic per les properes 36-48h. Existeix una possibilitat no menyspreable que s’acumulin quantitats de precipitació molt importants a les Illes, però la posició final de la borrasca influirà de manera determinant en l’indret en el que cauran aquestes pluges.

Igual que ahir, voldria compartir el mapa de màxims de precipitació contemplats per l’EPS (model probabilista) del centreeuropeu. Record, és un mapa que vendria a representar l’extrem dintre del model, no és el més probable, però si qualque dia és possible, és demà.

2015092900+048_ww_bsmxp0d2

Per altra banda, la ubicació final de la borrasca no està gens clara. Ja ho comentàvem ahir, els models d’alta resolució no es posen d’acord en la ubicació final de la baixa, tot i que a mesura que ens hem anat apropant a dimecres cada vegada més models han anat contemplant la possibilitat de que durant algunes hores la baixa es situï bé damunt Mallorca, el que implicaria dos grans moments d’activitat de pluges.

1.- El primer moment seria amb l’apropament de la borrasca pel sud i seria durant la matinada i primeres hores del matí.

2.- El segon moment seria amb l’allunyament progressiu de la baixa cap a l’est ens deixaria de nou dins una àrea de molta activitat, i seria segurament a partir de l’horabaixa/vespre de dimecres, allargant-se durant algunes hores de la matinada de dimecres a dijous

Mentre que el primer moment seria molt favorable per les Pitiüses, sud i llevant de Mallorca, el segon moment pareix que seria més favorable pel nord i est de Mallorca i Menorca.

Aquest escenari el contempla, entre d’altres l’HIRLAM (un altre dels models amb que treballa AEMET), i es pot veure com per demà a les 14h pronostica una baixa mediterrània centrada damunt les Illes.

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A més, els models d’alta resolució espacial mostren un aprofundiment molt important de la borrasca, el que podria tenir una altra conseqüència, fortes ràfegues de vent. Però aquest fet també presenta incerteses derivades de la capacitat d’aquests models de resoldre situacions com l’actual.

En resum, la possibilitat de pluges fortes és molt alta durant les properes 24-36h, sense descartar la possibilitat de que s’arribin a acumular grans quantitats de precipitació (entorn a 100mm). Com a fenomen menys probable, però possible, quedarien registres de precipitació que puguin sobrepassar els 200mm. Tot això, a més podria venir acompanyat d’alguns moments amb fortes ràfegues de vent.

Amb la complexitat afegida que durant alguns moments podria arribar a lluir el Sol, donant la falsa impressió de que la predicció no s’està complint.

Predicció especial, dimecres 30 de setembre de 2015

Avui toca compartir una predicció especial, i és que es preveu una situació meteorològica ben interessat per les properes jornades. De fet, dimecres podria ploure molt fort a les Illes.

A hores d’ara pareix bastant clar que ho farà amb força a qualque punt del Mediterrani Occidental, i en aquesta línia va el següent mapa, en el que es pot veure la predicció màxima que, segons el model centreeuropeu (IFS-ECMWF) podria caure durant la jornada de dimecres. En certa manera diríem que es tracta de la predicció més extrema contemplada pel model.

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És significatiu que l’àrea on es contemplen pluges superiors a 60mm sigui molt extensa. Altres models, com GFS o alguns mesoescalars també pronostiquen precipitacions molt importants. A què es deu tot això?

Sinòpticament, un anticicló centrat al nord del continent europeu és el responsable que s’hagi configurat una circulació dominada per la component est al nostre entorn. Al mateix temps, a nivells mitjans i alts ha arribat aire fred, que ha estat el responsable dels ruixats dels darrers dies.

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A més, es pot observar com ja hi ha una lleugera circulació ciclònica entorn del Golf de Cadis. De fet, el que esperam és que l’activitat ciclogenètica es traslladi cap al Mediterrani, i segons GFS, dimecres a les 12z s’hauria format ja una baixa que es trobaria ubicada lleugerament al llevant de les Illes, enviant-nos flux humit, i per tant, generant precipitacions.

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Hi ha diversos models mesoescalars (que tenen una resolució espacial superior, és a dir, són capaços de veure els detalls amb més finura), que profunditzen bastant aquesta àrea de baixes pressions, i la fan circular entorn de les Illes durant unes 18-24h aproximadament. El mapa que segueix és només un exemple d’un model concret (WRF-GFS de lamma), que no és l’opció més extrema (tot sia dit)

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De la posició final i la profundització que assoleixi la baixa en dependran les conseqüències. Que a les Illes plourà sembla prou clar, però la intensitat amb que ho farà pot variar molt en funció de la posició final de la baixa, cosa que cap model avui en dia pot modelitzar correctament.

Per tant, ens quedam amb la incertesa de saber exactament el que passarà a les Illes, però sabent que hi ha una situació de pluja extrema al Mediterrani Occidental per davant, que eventualment ens podria afectar. A més, de concretar-se les pluges intenses no es pot descartar que els torrents pateixin qualque revinguda, per tant, precaució màxima.

A nivell personal pens que hi ha certa probabilitat (no excessiva però existeix) de que alguna localitat pugui registrar pluges superiors als 200mm en unes 24h.

Una sociedad sin conciencia del riesgo

Después de unos días con fuertes tormentas en la Península, éstas se desplazaron hasta las Islas Baleares, y como viene siendo habitual estos últimos años aparecieron algunos problemas. En este caso, 14 personas han tenido que ser rescatadas del Torrent de Pareis al quedar atrapadas debido a las fuertes lluvias.

Cabe decir que cuando sucedió este incidente, estaba activado un aviso por tormentas y precipitaciones intensas, que, o bien no llegó a las personas implicadas en el siniestro o les llegó y decidieron continuar con su actividad prevista. Ambos casos son preocupantes, el primer escenario implicaría errores en la cadena de transmisión de los avisos y el segundo una falta de capacidad, por parte de los guías, de analizar el riesgo al que estaban expuestos.

Algunos dirán que no hay que preocuparse, que son hechos aislados dentro de una sociedad cada vez más informada. No estoy de acuerdo, y creo que la hemeroteca reciente es un claro ejemplo de que algo estamos haciendo muy mal y que va siendo hora de cambiar.

Una pequeña recopilación de los sucesos más destacables de estos últimos años.

- 14 atrapados en el Torrent de Pareis (junio de 2015)

http://www.mallorcadiario.com/rescatados-14-jubilados-del-torrent-de-pareis-atrapados-por-la-lluvia/

- 3 muertos en Formentera al chocar un yate contra las rocas debido a un temporal marítimo (mayo de 2015)

http://ultimahora.es/sucesos/ultimas/2015/05/15/151917/tres-muertos-otros-tres-heridos-chocar-yate-contra-rocas-formentera.html

- 3 autocares de turistas atrapados en Sa Calobra debido a la nieve (marzo de 2013). Con aviso por nevadas activo

http://www.periodistadigital.com/renovacionbalear/mallorca/2013/03/14/tres-autocares-repletos-de-turistas-del-imserso-se-quedan-atrapados-por-la-nieve-en-sa-calobra.shtml

- Dos muertos al ser arrastrados por un golpe de mar (marzo de 2013). Con aviso de oleaje activado

http://www.diariodemallorca.es/sucesos/2013/03/09/hallados-cadaveres-jovenes-desaparecidos/831628.html

- Un joven herido por un rayo en una prueba de pesca (mayo de 2012). La previsión meteorológica indicaba posibilidad de tormentas

http://ultimahora.es/sucesos/ultimas/2012/05/06/70944/joven-herido-grave-tras-ser-alcanzado-por-rayo.html

 

 

 

 

 

WRF-ARW MeteoIllesBalears – Una primera pinzellada

Un model meteorològic no és més que un intent de simular la realitat, i es requereixen multitud de simplificacions.

Avui parlarem de la resolució espacial. Incapaç de simular l’atmosfera de manera continua, el model meteorològic la redueix a tot un seguit de punts (distribuïts en 3 dimensions ). Es coneix com a resolució espacial d’un model a l’espai que separa els punts que formen la malla (habitualment regular) que es correspon a una mateixa “alçada”.

WRF, és un model meteorològic de mesoescala, que permet treballar amb resolucions espacials prou importants. Actualment ja hi ha centres que executen versions estables amb resolucions espacials de 4km (tot i que hi ha experiments diversos, fins i tot consultables a la xarxa, que arriben a resolucions de 2km).

A MeteoIllesBalears hem estat fent proves amb un WRF-ARW amb una resolució espacial de 30km. I com es veu la Mediterrània Occidental a 30km de resolució? Doncs així com segueix a la següent imatge, on podreu notar com de les Illes Balears només apareix Mallorca.

terra_WRF

Tot i aquesta resolució grollera, si observam la predicció del model per dia 13/03/2015 a les 00UTC, es pot comprovar com a grans trets, les temperatures més baixes estan previstes a zones continentals (colors blaus), mentre que a la Mediterrània la temperatura s’hi mantén lleugerament més elevada (colors vermellosos)

T_2m_WRF

 

Seguiment de les sequeres

Tot i que pugui parèixer senzill, la definició de sequera té la seva complexitat, ja que pot ser entesa des de distintes vessants. No és el mateix una sequera agrícola (en què els cultius es veuen afectats per una manca de pluges) que una sequera social (en què són els ciutadans que veuen disminuïda de manera important la disponibilitat d’aigua).

Tot i que habitualment la manca de pluges és sempre present en qualsevol dels tipus de sequeres que es puguin donar, el llindar de disminució de les mateixes que ens permet començar a parlar de sequera no és el mateix, així com tampoc ho és l’espai temporal en el que s’ha de donar aquesta disminució.

A nivell social hem vist moltes vegades fer ús d’imatges d’embassaments amb un percentatge d’aigua embassada molt baix per il·lustrar una sequera, quan s’ha de tenir ben present que l’aigua embassada depèn tant de les entrades (aportacions de rius i pluges) com de les sortides, que les controla la societat a través del seu consum, generació d’energia hidroelèctrica,…

Per tant, una societat que cosumeix de cada vegada més aigua té un major risc de patir una sequera social, tot i que el clima no pateixi variacions. És important, per tant, ser conscients de la importància de fer un ús responsable de l’aigua.

Per sort o per desgràcia, a dia d’avui ni els models meteorològics ni els climàtics ens permeten fer un pronòstic de sequeres. És necessitaria un model amb la capacitat de fer prediccions realistes per a un àmbit temporal prou extens, i de moment, encara no s’ha arribat a tal nivell de coneixement. Per tant, l’únic que ens queda és fer un seguiment de les sequeres.

A Espanya, AEMET elabora un producte anomenat “vigilancia de la sequía” (consultable a vigilancia_sequia) a partir d’un índex que té en compte únicament l’excés o dèficit de pluja respecte a la climatologia de l’indret en concret. Aquest índex, conegut com a SPI es calcula per a distints moments temporals (des d’1 mes fins a 36mesos) i ofereix valors positius en situacions d’excés hídric (ha plogut més de la mitjana) i valors negatius en situacions de dèficit hídric (quan ha plogut manco de la mitjana).

vcspi1a

Al mapa anterior s’hi ha representat l’SPI a 12 mesos calculat al gener de 2015. És a dir, l’índex corresponent a la precipitació caiguda durant els 12 darrers mesos. Mentre que la gran part del territori espanyol es troba amb valors que es podrien considerar normals (entre +0.5 i -0.5), hi ha regions importants, sobretot al llevant peninsular, que es troben amb valors clarament negatius.

A nivell pluviomètric es podria dir que aquests indrets es troben dins una situació de sequera, amb l’agravant que ja hem comentat anteriorment. No existeix cap pronòstic capaç de dir-nos quina serà l’evolució futura d’aquesta sequera.

Més enllà d’aquest índex, que empra únicament les dades de pluviometria, n’hi ha d’altres que incorporen informació d’altres variables. Per exemple, SPEI, elaborat per investigadors espanyols del CSIC, és un índex que a més de la precipitació té en compte l’evapotranspiració de referència. És a dir, a més de tenir en compte allò que plou, d’alguna manera (simplificant-ho molt), té en compte el potencial que ha tengut, per una part l’atmosfera (donades condicions de temperatura, humitat, vent, radiació solar,…) per a evaporar l’aigua que ha plogut i per l’altra la vegetació per a transpirar. Es considera important incloure l’evapotranspiració, ja que ambdós processos (evaporació i transpiració) suposen una via de retorn d’aigua de pluja cap a l’atmosfera.

Al següent enllaç (SPEI) es pot consultar un mapa de seguiment global de la sequera fent ús de l’SPEI. De fet, fins i tot es poden descarregar les dades de l’índex ja calculat.

SPEI

Al mapa anterior hi apareix calculat SPEI pels darrers 12 mesos (mateix període que el mapa de SPI adjuntat anteriorment), i si fa no fa s’observa el mateix patró, amb la sequera dominant l’est peninsular.