Identificación y caracterización del granizo mediante el radar ...

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Índice de figurasFigura 3.11 Número estimado de días por año con condiciones favorables para la presencia detormentas severas (tornados F2 o mayores, diámetros de granizo de 5 cm y/o rachas de viento de 120km/h) obtenido a partir de los reanálisis NCAR/NCEP de 1997-99 (Brooks, 2004). ................................44Figura 3.12 Reanálisis mesoescalar para dos casos de granizo en los que el mecanismo de disparo fuediferente. Las líneas marcan las principales zonas de convergencia, las elipses marcan las zonas conmayor índice de inestabilidad KI, las flechas son el flujo de viento a 925 hPa y las zonas coloreadascorresponden a las isotermas en superficie................................................................................................49Figura 4.1 Granizómetro y sus medidas. ...................................................................................................52Figura 4.2. Ejemplo de un granizómetro analizado. En el centro se pueden apreciar las bandas decalibración de los tamaños del granizo, mientras que en las mitades superior e inferior se puedenapreciar los impactos de granizo. ..............................................................................................................53Figura 4.3 Granizómetro destrozado por los estorninos (izquierda) y estornino (derecha)......................53Figura 4.4 Nomograma para predecir el tamaño máximo del granizo (valores indicados con cm porisolíneas) a partir de la estima de la máxima velocidad vertical de la tormenta (eje X en m/s) y a latemperatura en que este máximo tiene lugar (eje Y en ºC), Dennis y Musil (1973). ..................................56Figura 4.5 Dominios de modelización. ......................................................................................................59Figura 4.6 Rango de alcance de los radares de Zaragoza y Barcelona. El círculo pequeño corresponde auna distancia al radar de 20 km mientras que el mayor de 150 km...........................................................63Figura 4.7 Fotografía aérea del radar de CSU-CHILL Colorado. Cortesía de Tom Warner. ..................63Figura 4.8 Polarización horizontal y polarización vertical (www.cimms.ou.edu/~schuur/dualpol/). .......64Figura 4.9 Probabilidad de granizo (POH) en superficie en función del parámetro de Waldvogel,diferencia entre el echotop de 45 dBZ y la altura de la isocero (Waldvogel et al, 1979) ..........................66Figura 4.10 Obtención del VIL mediante la táctica de exploración sobre el centroide de la célulaconvectiva (línea negra izquierda) y mediante la táctica de la máxima reflectividad (línea negraderecha). Los valores de texto indican la hora del corte y sus coordenadas en km respecto al radar deZaragoza.....................................................................................................................................................69Figura 4.11 Esquema de obtención del flujo de energía cinética, MEHS, SHI y de la POSH (Witt et al,1998). E & es el flujo de energía cinética, Z es la reflectividad, W (Z)es la función escalónconsiderando unos límites de reflectividad superior ( Z ) e inferior ( Z ), SHI es el Índice de GranizoSevero, E es la energía cinética, H es la altura, W H(Z)es la función escalón de alturas, H0es laaltura de la isocero, H20es la altura de la isoterma de -20 ºC, POSH es la probabilidad de observaciónde granizo severo y WT es el umbral de alerta. .........................................................................................73Figura 4.12 Gráfica del NWFO de Little Rock (Arkansas) para la estimación del tamaño del granizo apartir de valores de VIL, de temperatura en 500 hPa y de valores de echotop. Las categorías de tamañoequivalen a: Dime/Níquel (1,9 a 2,4 cm), Quarter/Golfball (2,5 a 4,5 cm), Golfball/Baseball (4,5 a 6,2cm) y >Baseball (mayor de 6,2 cm). ..........................................................................................................73Figura 5.1 Interfaz gráfica del programa RHAP. Se diferencian los menús en la parte superior, laventana gráfica en la zona central junto con sus proyecciones horizontales y en la parte derecha seUL222
Identificación y caracterización del granizo. Predicción de las células convectivasidentifican características de la imagen actual: características de la célula convectiva, radiosondeo yreflectividades características....................................................................................................................78Figura 5.2 Elevación del haz del radar con la distancia en condiciones normales, índice derefracción=1,21. En escala de grises se encuentran los PPI y en rojo los CAPPIS..................................78Figura 5.3 Esquema con las principales opciones de RHAP. ....................................................................79Figura 5.4 Radios de búsqueda de píxeles convectivos. La malla representa el centro de los píxeles de lamalla de observación radar........................................................................................................................81Figura 5.5 Cálculo del gradiente vertical de Z (∇ v Z) en la posición de máxima reflectividad..................82Figura 5.6 Ejemplo de aplicación de los algoritmos de identificación 2D para el 14 de Junio de 2004 alas 17:20 UTC: reflectividad máxima (izquierda), CAPPI del nivel más bajo (centro) y precipitaciónconvectiva (verde) y estratiforme (azul) (derecha).....................................................................................83Figura 5.7 Esquema de identificación de zonas que superan los umbrales de reflectividad para un nivel2D...............................................................................................................................................................84Figura 5.8 Selección de las zonas con mayor reflectividad. ......................................................................85Figura 5.9 Conexión de células 2D en la vertical, Rigo (2004).................................................................85Figura 5.10 Identificación de las células convectivas y caracterización (no todas las característicaspueden verse en la imagen) de la célula 1 para el 17 de agosto de 2005 a las 16:50 UTC.......................90Figura 5.11 Clasificación de Sistemas Convectivos Mesoescalares (Rigo y Llasat, 2004). ......................91Figura 5.12 Sistemas que no son SCM (Rigo y Llasat, 2004). ...................................................................92Figura 5.13 Identificación de sistemas de precipitación: sistemas multicelulares (rojo), convecciónaislada (naranja), precipitación convectiva embebida en estratiforme (amarillo) y estratiforme (blanco);y caracterización del sistema número 5 (no todas las variables se muestran en la tabla) para el episodiode granizo del 17 de agosto de 2005 a las 17:50 UTC...............................................................................93Figura 5.14 Esquema de desplazamiento de una célula 3D, donde t corresponde a la proyección de lacélula 3D sobre el plano superficial en el instante actual y t-1 a la proyección en el instante anterior....96Figura 5.15 Detección mediante el ACV, Algoritmo del Ciclo de Vida, de diferentes estructuras decélulas convectivas (azul y rojo) en la célula convectiva inicial detectada (negro) por el método deseguimiento para una célula 3D del episodio de granizo del 12 del 06 del 2004. .....................................98Figura 6.1 Esquema de diseño para la selección de casos y obtención de los resultados finales. ..........101Figura 6.2 Localización del área de estudio, centrada en el noreste de la Península Ibérica, el valle delEbro y las redes de granizómetros de Zaragoza y Lleida. .......................................................................104Figura 6.3 Altura de la isocero (derecha) y de la isoterma de -20 ºC (izquierda) para días con granizo enlas zonas de Zaragoza (superior) y Lleida (inferior) con granizómetros.................................................105Figura 6.4 Dos casos de granizo en los que el mecanismo de disparo fue diferente. Las líneas marcan lasprincipales zonas de convergencia, las elipses marcan las zonas con mayor índice de inestabilidad KI,las flechas son el flujo de viento a 925 hPa y las áreas coloreadas corresponden a las isotermas ensuperficie. .................................................................................................................................................105Figura 6.5 Hora de formación de las tormentas con y sin granizo en el valle medio del Ebro (superiorizquierda) y en las zonas de granizómetros (superior derecha), y hora de disipación de las células en el223
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