¿Cómo se hacen las previsiones del tiempo?

Ya en un artículo anterior hablábamos de cómo se hacen las previsiones meteorológicas. En esta ocasión entramos en mayor detalle y analizamos también el funcionamiento del Sistema Atmósfera y los problemas que conlleva intentar pronosticar su evolución futura a partir de modelos numéricos.

Para entender en qué consite la predicción del tiempo primero tenemos que hablar del Sistema Tierra. Nuestro planeta funciona como un sistema enormemente complejo. En su comportamiento y evolución influyen infinidad de elementos que interactúan constantemente. Podemos agrupar esos elementos del Sistema Tierra en 5 grandes grupos, subsistemas o “esferas”:

  • La atmósfera: es el envoltorio gaseoso de la Tierra y sus principales componentes son el oxígeno y el nitrógeno.
  • La hidrosfera: el agua, incluyendo océanos, mares, lagos, ríos y aguas subterráneas. Representa más de las 2/3 partes de la superficie del planeta.
  • La criosfera: la capa de agua en forma de hielo que se almacena en los glaciares, la banquisa o el permafrost.
  • La litosfera: los continentes, la tierra firme.
  • La biosfera: todos los seres vivos, incluidos nosotros (los seres humanos) que habitamos este planeta.

Aunque cada uno de estos subsistemas tiene su propio funcionamiento es imposible estudiarlos de forma aislada. No hay que olvidar que forman parte de un “todo” y que dependen unos de otros. Los fenómenos meteorológicos se producen en la atmósfera, sin embargo, el resto de esferas o subsistemas tiene una influencia crucial en ella, por lo que habrá que tenerlas también en cuenta a la hora de estudiarla.

Si lo que queremos es predecir el tiempo, es decir, la evolución de los fenómenos meteorológicos que se dan en la atmósfera, deberemos saber con exactitud cuál es su comportamiento. En primer lugar hay que entender que la atmósfera está compuesta por un conjunto de gases y, por tanto, se comporta como un fluido. A partir de unas propiedades iniciales (temperatura, humedad, presión, velocidad del viento…) podemos calcular su evolución futura mediante el cálculo con ecuaciones de dinámica de fluidos y termodinámica. De esta forma, construimos un modelo numérico o matemático, una simplificación de la realidad, pero que nos permite, en cierta forma, “experimentar” con una atmósfera virtual.

Aunque sobre el papel parece relativamente fácil modelizar la atmósfera, nada más lejos de la realidad. Los modelos tienen muchas limitaciones:

1.- En primer lugar porque la atmósfera no es una ecuación. El modelo, sea del tipo que sea, siempre comporta cierto error. En el momento en el que se simplifica una realidad compleja se pierde parte de información. Los propios instrumentos que miden las distintas variables meteorológicas tienen un error y, de todos modos, tampoco sabemos el estado de la atmósfera en todos sus puntos, ya que no hay estaciones meteorológicas en todos ellos.

2.- Además, en este caso, aplicamos un modelo sobre un sistema de naturaleza caótica, es decir, un sistema en el que una ligera variación en cualquiera de los parámetros o elementos que le afectan puede suponer un cambio muy sustancial en el resultado final.

3.- Además, hemos dicho que el resto de “esferas” influyen en el sistema atmósfera. Será necesario, por tanto, modelizar también esas relaciones. Las ecuaciones de dinámica de fluidos funcionarían en un sistema totalmente aislado, pero la atmósfera no lo está, al contrario, es un conjunto de subsistemas totalmente interconectados.

Salida del modelo HIRLAM con isotermas a 850 hPa.

Salida del modelo HIRLAM con isotermas a 850 hPa.

En todo caso, los modelos meteorológicos son la herramienta más potente que tenemos para predecir el tiempo. El trabajo de los meteorólogos es interpretar las salidas de esos modelos (ya sea en forma de mapa, tabla de datos, gráfico…) y, con esos datos, elaborar una previsión lo más fiable posible.

Demasiado calor: los termómetros urbanos

Posiblemente te habrás planteado por qué los típicos termómetros urbanos marcan casi siempre temperaruras muy por encima de los valores oficiales o los que comentan los hombres y mujeres del tiempo en televisión.

La verdad es que este tipo de termómetros lo único que marca bien, como mucho, es la hora. Y es que están diseñados e instalados de forma prácticamente contraria a las normas para medir la temperatura que establece la OMM (Organización Meteorológica Mundial).

A los meteorólogos lo que nos interesa es medir la temperatura del aire, de ese envoltorio gaseoso que nos envuelve. Así que para medir con precisión esa temperatura se deben seguir una serie de pautas.

Para empezar un termómetro no puede estar expuesto a la radiación directa del Sol. La coletilla “a la sombra”, esos famosos “40ºC a la sombra hoy en Sevilla”, es en realidad una redundancia. ¡Claro que a la sombra! La temperatura se mide siempre a la sombra porque, si la medimos al Sol, el termómetro se calienta y ya no estamos midiendo la la temperatura del aire, sino la del termómetro. Los termómetros urbanos son negros. No hace falta ser físico para saber que el negro absorbe al máximo la radiación. Está claro que la “carcasa negra” del sensor de este tipo de termómetros se sobrecalentará alterándose así la medida.

Existen otras condiciones más exigentes, pero que no influyen tanto en el error en la medida. Por ejemplo se recomienda que el termómetro esté a metro y medio del suelo y sobre un suelo ajardinado de forma que se reduzca la irradiación del suelo.

Está claro que en pleno casco urbano es difícil evitar todas esas irradiaciones procedentes del asfalto y los edificios. Lo que es seguro es que no podemos sacar conclusiones meteorológicas de un termómetro que es negro y está a pleno Sol.

La temperatura se mide dentro de lo que los meteorólogos llamamos “garita” o “abrigo meteorológico”. Es una pequeña caseta de madera, pintada de blanco (para dispersar al máximo la radiación). Sus paredes son como de persiana, con listones en un ángulo de 45º que permiten que el aire circule libremente pero sin que lleguen a entrar los rayos del Sol. Las patas lo elevan ese metro y medio del que hablábamos antes, evitando así la mayor parte de la irradiación del suelo.

¿Conoces Weather Forecast Generator?

Con Weather Forecast Generator podrás publicar de forma muy visual, rápida y sencilla tus previsiones meteorológicas.

La aplicación genera una imagen que podrás compartir en la red.

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Sólo tienes que rellenar un pequeño formulario y la aplicación generará una imagen que podrás compartir en tu web, blog o redes sociales.

En varios idiomas y totalmente gratuito Weather Forecast Generator es la mejor herramienta para pronosticadores del tiempo.

 

Puedes acceder a la aplicación desde www.meteodata.org/wfg

 

La sensación térmica: videoblog

Ya en una entrada anterior traté el tema de la sensación térmica, es decir, la temperatura que realmente siente el cuerpo humano y que, bajo determinadas condiciones, difiere de la temperatura real.

En esta ocasión profundizamos un poco más en el asunto a través de un vídeo. En él, Luis Miguel Pérez, mi profesor de televisión del Máster en Climatología Aplicada y Medios de Comunicación que concluí hace unos meses, me entrevista e introduce en la cuestión.

Gracias a Badalona Comunicació S.A. y a su equipo técnico por hacer posible esta grabación.

 

Rayos, truenos y centellas

El rayo es sin duda uno de los fenómenos meteorológicos más llamativos y espectaculares de la Naturaleza. Pero, ¿cómo se producen exactamente? Un rayo no es más que una gigantesca descarga eléctrica, aunque el proceso para que se produzca no es tan sencillo.

En primer lugar, hay que tener en cuenta que no todas las nubes son capaces de generar rayos. Sólo en los cumulonimbos, esas enormes nubes de desarrollo vertical y con cierta forma de coliflor, se dan las condiciones necesarias. Y es que, en el interior de los cumulonimbos se producen unas corrientes de aire muy potentes. Es como si la nube estuviera constantemente centrifugando aire, como una gran lavadora. Son precisamente esas corrientes verticales de aire las que, de forma efectiva, van separando las cargas positivas y negativas de la nube. Ese proceso genera una gran diferencia de potencial (de millones de voltios), tanto dentro de la nube como entre la nube y el suelo. El aire es un buen conductor de la electricidad así que, cuando el potencial eléctrico es suficiente, se produce la descarga: lo que llamamos rayo.

El relámpago es la emisión de luz que se produce cuando, por el paso de la corriente eléctrica del rayo, se ionizan las moléculas del aire. Por otro lado está el trueno, que es el sonido, el estruendo provocado por la expansión del aire ante el aumento de la temperatura que provoca el rayo. Rayo, relámpago y trueno se producen de forma simultánea, pero nosotros percibimos la luz antes que el sonido, ya que la luz viaja a mayor velocidad. Concretamente la luz se desplaza a 300.000 Km/s, mientras que el sonido lo hace a 343 m/s. Es decir, el sonido viaja prácticamente 1 millón de veces más despacio que la luz. Por eso, primero vemos el relámpago y después escuchamos el trueno.

Ahora mismo hay unas 2.000 tormentas descargando rayos sobre el planeta. Y es que como promedio se calcula que caen unos 100 rayos cada segundo. Puedes encontrar información sobre cómo protegerte de los rayos en este vídeo:

Los nombres de los huracanes

¿Alguna vez te has preguntado de dónde salen los nombres de los huracanes? Ya los primeros navegantes comenzaron a bautizar a los huracanes y tormentas tropicales con nombres de persona. En un principio, se iban asignando los nombres del santoral católico en función de la fecha en la que se formaban. Este método tenía el problema de que muchos huracanes se formaban en la misma feca de años distintos, así que los nombres se repetían demasiado.

Así, a principios del siglo XIX un meteorólogo australiano decidió utilizar nombres de mujer para identificar este tipo de fenómenos meteorológicos. Más tarde, en 1953, el Servicio Nacional de Meteorología de los Estados Unidos hizo oficial esa práctica. Sin embargo, no dejaba de ser algo machista utilizar siempre nombres de mujer para identificar a estos devastadores fenómenos. Por ello, a partir de 1978 se decidió alternar los nombres de mujer con los de hombre.

El Centro Nacional de Hurcanes de los Estados Unidos es el organismo encargado de ponerle nombre a los huracanes y tormentas tropicales que se forman en el Atlántico Norte. Elaboran una lista de 21 nombres ordenados alfabéticamente para cada año en periodos de 6 años. Cada año se van utilizando los nombres de la lista correspondiente por orden de aparición. Si un huracán provoca muchas víctimas mortales o ha tenido efectos devastadores se retira el nombre de la lista y se sustituye por otro con la misma inicial y género. Por otro lado, en caso de que en una temporada se produzcan más de 21 huracanes, se empiezan a utilizar los nombres de las letras del alfabeto griego (alfa, beta, gamma, delta…).

En el Pacífico Nororiental el sistema es parecido. Las listas son también para 6 años pero tienen 24 nombres en vez de 21. En otras zonas del mundo el sistema no es exactamente igual, pero en todos ellos se sigue el mismo modelo basado en listas de nombres de ambos sexos.

De tornados y huracanes. El tornado de Moore, Oklahoma.

Los tornados no son huracanes

Es muy habitual confundir a los tornados con otros fenómenos como los huracanes o las tormentas tropicales, pero en realidad son totalmente distintos.

Para empezar, los tornados son muchísimo más pequeños y tienen una forma característica, normalmente de embudo. Su diámetro, habitualmente, es del orden de unos centenares de metros y están asociados a nubes de tormenta. Es un fenómeno rápido, suele durar unos minutos aunque, excepcionalmente, dura unas horas. En su interior los vientos pueden superar los 500 Km/h.

En cambio, los huracanes son enormes en comparación. Su diámetro normalmente supera los 500 Km. En realidad, es como una gran borrasca, muy profunda y en la que los vientos sostenidos oscilan entre los 120 y 240 Km/h. Su duración es mayor: desde unos pocos días a algunas semanas.

Además, los tornados se originan en tierra mientras que los huracanes se forman sobre el mar. Mientras que los tornados pueden aparecer en prácticamente cualquier punto del globo (se han observador en todos los continentes excepto en la Antártida), los huracanes son propios de la zonas tropicales, ya que necesitan aguas cálidas para su génesis.

Imagen de un tornado. El embudo conecta la base de la nube con la superficie terrestre.

Imagen de un tornado. El embudo conecta la base de la nube con la superficie terrestre.

El huracán Katrina visto desde el satélite GOES.

El huracán Katrina visto desde el satélite GOES.

¿Qué es un tornado?

El color de los tornados varía según distintos factores como la posición del Sol, la composición del terreno o los objetos que incorpora al remolino o la cantidad de gotas condensadas. Fuente: www.shutterstock.com

El color de los tornados varía según distintos factores como la posición del Sol, la composición del terreno, los objetos que incorpora al remolino o la cantidad de gotas condensadas.
Fuente: www.shutterstock.com

Por tanto, un tornado es una nube de tormenta en la que se produce una fuerte corriente interna que es la que genera su característica rotación. Los tornados normalmente adoptan la forma de un embudo, aunque a veces quedan oscurecidos por la lluvia, el polvo o los objetos en suspensión y no se aprecia su aspecto con claridad.

Al igual que las tormentas, los tornados siguen tres fases en su vida: formación, madurez y disipación. 

¿Por qué en la gran llanura de Estados Unidos?

Aunque ya hemos comentado que los tornados pueden aparecer prácticamente en cualquier zona del planeta, la gran mayoría de los tornados y los de mayor intensidad se concentran en una zona concreta de Estados Unidos conocida como Tornado Alley.

Esquema con las masas de aire y mecanismos que propician la formación de tornados sobre el centro y sur de los Estados Unidos, conocido como Tornado Alley.

Esquema con las masas de aire y mecanismos que propician la formación de tornados sobre el centro y sur de los Estados Unidos, conocido como Tornado Alley.

Se trata de la una gran llanura situada entre las Montañas Rocosas y Los Apalaches. Incluye los estados de Texas, Oklahoma, Kansas o Nebraska, Kentucky, Iowa, Minnesota y las dos Dakotas y, en menor medida, a otros estados cercanos situados más al este. Y es que es justamente en esta zona donde se reúnen con mayor frecuencia los ingredientes necesarios para la formación de grandes tormentas con tornados asociados.

El proceso generalmente comienza cuando la corriente en chorroJet Stream favorece la formación de una vaguada al noroeste del país, inyectando aire frío y seco procedente de Canadá. Este aire choca prácticamente de forma frontal con el aire húmedo y cálido que se adentra desde el Golfo de México. Cuando estas dos masas entran en contacto se produce un forzamiento vertical, es decir, el aire cálido (menos denso) se ve obligado a ascender sobre el frío provocando la formación de potentes nubes de tormenta. La potencia de la nube es tal, que se forma un mesociclón, esto es, un área de bajas presiones de pequeñas dimensiones. El gradiente barométrico entre la nube y su entorno produce que ésta comience a succionar aire hacia ella. Las gotas que se condensan sobre ese aire turbulento son lo que nos permite dibujar o darle forma al remolino, a ese tubo que conecta el cumulonimbo con el suelo, a lo que propiamente denominamos tornado.

El tornado de Oklahoma

El pasado 20 de mayo un tornado de categoría F5, la máxima en la escala Fujita-Pearson, arrasó algunas ciudades al sur de la ciudad de Oklahoma City, siendo Moore y NewCastle las áreas más afectadas.

El tornado, de gran diámetro (2 Km), arrasó con todo lo que encontró a su paso y deja, por el momento, un total de 24 víctimas mortales, 9 de las cuales eran niños. Se desplazó a lo largo de 32 Km con una velocidad de 53 Km/h. Lo hizo en unos 40 minutos que fueron eternos para los habitantes de la zona.

El Servicio Meteorológico Americano (NOAA) sólo pudo alertar a la población 16 minutos antes de que se produjera la catástrofe. Aunque el tornado ha sido devastador, mucha gente ha podido salvarse gracias, precisamente, a la labor de los servicios de emergencias.

Oklahoma es uno de los estado más afectado por tornados de todo Estados Unidos. Desde 1950 ha sufrido más de 3.700 tornados, el 40% de los cuales se produjeron en el mes de mayo. Y es que es en primavera (de marzo a junio) cuando con mayor intensidad y frecuencia se producen en esta zona.

Así que lo ocurrido no es extraño o inusual, con la mala fortuna de que en esta ocasión el tornado ha alacanzado a una ciudad y, por lo tanto, a un área más poblada. Además, ha sido un tornado de fuerte intensidad (4 sobre 5), y de gran diámetro y duración.

Poco se puede hacer para apaliar los efectos de estros monstruos de la naturaleza. Todos los habitantes del Tornado Alley saben perfectamente que viven bajo la amenaza de los tornados. Es una tierra peligrosa, pero es su tierra. Y ellos conviven con el peligro, del mismo modo que nosotros, en el Mediterráneo, convivimos con el peligro de inundaciones.

El peligro de los rayos. Cómo actuar en caso de tormenta.

En esta ocasión vamos a hablar del peligro de los rayos y de cómo protegernos o evitar ser alcanzado por uno de ellos.

Cada día se producen en el mundo más de 44.000 tormentas eléctricas que descargan alrededor de 8 millones de rayos. No es nada infrecuente que una persona sea alcanzada por un rayo. Si repasamos la estadística podemos ver como en España, por ejemplo, murieron más de 2.000 personas por esta causa entre 1941 y 1979. En los últimos años esta cifra ha ido decreciendo, debido principalmente al progresivo abandono de las actividades rurales.

Sin embargo, aún hoy es importante conocer cómo debemos actuar en caso de tormenta eléctrica, ya que se siguen produciendo alcances por rayo, como el que afectó a un hombre de 43 años el pasado 14 de mayo en Madrid.

¿Qué hacer en caso de tormenta eléctrica?

Si estamos en campo abierto, o en una zona de montaña:

  • Lo mejor siempre será buscar refugio en áreas bajas, pero nunca en ríos o lagos.
  • Nunca hay que refugiarse debajo de un árbol, sobre todo si está aislado. La humedad y la altura de los árboles aumentan la intensidad del campo eléctrico y atraen la carga.
  • Si estamos nadando en el mar o en un río o lago deberemos salir inmediatamente.
  • Lo ideal es refugiarse en el interior de un edificio pero, si no es posible, lo más conveniente será colocarnos en cuclillas, en posición fetal o con el cuerpo a tierra (totalmente en horizontal). De este modo evitaremos que nuestro cuerpo “sobresalga” respecto al entorno y, por tanto, sea menos probable que nos alcance un rayo.

Si estamos en zona urbana, pero fuera de casa:

  • Lo más recomendable es meterse en un vehículo, ya que las ruedas son un buen aislante.
  • Es mejor evitar el paraguas, sobre todo si es de punta metálica.

Por último, si estamos en casa o en el interior de un edificio:

  • Es conveniente cerrar puertas y ventanas. De esta forma evitamos corrientes de aire que puedan ser aprovechadas para conducir la descarga eléctrica.
  • No deberemos utilizar herramientas u objetos metálicos.
  • Es mejor no utilizar el teléfono, el televisor o cualquier electrodoméstico eléctrico.
  • Si la tormenta es muy fuerte, la parte más segura de la casa es la cama, sobre todo si el somier y las patas son de madera.

Aunque existe discrepancia entre los científicos en determinar si el teléfono móvil atrae o no las descargas eléctricas, es recomendable no utilizarlo si no es estrictamente necesario y si estamos en el exterior.

Siguiendo estas sencillas reglas, sin duda minimizaréis las probabilidades de ser ser alcanzados por un rayo. Recordad que la mejor defensa ante cualquier tipo de riesgo natural es la prevención.

Podéis aprender muchas más cosas sobre riesgos naturales en la web del proyecto EDRINA (Educación en Riesgos Naturales), coordinado y mantenido por el Grup d’Anàlisi de situacions Meteorològiques Adverses (GAMA) de la Universidad de Barcelona.