ESTUDI METEOROLòGIC DEL DIA 31 D'AGOST DE 1994

TORNADO DE L'ESPLUGA DE FRANCOLí


 

Joan Arús (1), José Manuel López(1) i Antoni M. Mestres (2)


(1) G.P.V. de Catalunya (I.N.M.)
(2) Universitat de Barcelona



RESUM


En aquest treball estudiarem la situació meteorològica del dia 31 d'agost 1994, concretament el tornado que es va produir cap a les cinc de la tarda a l'Espluga de Francolí (la Conca de Barberà).
Analitzarem els radiosondeigs de aquest dia, els mapes sinòptics, anàlisis d'altura i de superfície amb les dades de la xarxa de l'INM (Instituto Nacional de Meteorología), les imatges disponibles del satèl.lit Meteosat. També mirarem la informació aportada pel radar meteorològic situat a la serra de l'Ordal així com la distribució dels llamps caiguts a Catalunya i registrats per la REDDEL (Xarxa de detecció de descàrregues elèctriques) de l'INM.
Després de desgranar pas a pas la informació de què disposem, mirarem de sintetitzar tot l'estudi en unes conclusions finals.


1.- ELS FETS


Ja el dia anterior, el dimecres 30 d'agost, hi va haver tempestes a diversos punts, bàsicament al Pirineu i serra dels Ports, si bé se sentí tronar a gairebé tot arreu. Les temperatures màximes a les terres baixes de l'interior oscil-làren entre 30 i 37 C. Destaquen els 77 mm recollits al Port del Compte (el Solsonès), 25 de Vielha ( la Vall d'Aran) o 13 a Benafígos (a l'Alt Maestrat), amb pedregades, molts llamps i fortes ratxes de vent. Les previsions anunciaven, per l'endemà, el dijous 31, l'arribada d'un front fred associat a una baixa de 1010 hPa.
Cap a migdia del dijous 31, començaren a créixer núvols d'evolució diürna a la Serralada Pre-litoral, que s'estengueren a la resta cap a la tarda-nit amb l'arribada del front fred. Les temperatures diürnes no van experimentar gaires canvis. Durant la tarda, a banda del tornado de l'Espluga, es registren pedregades freqüents, destacant 30 mm a Ulldemolins (el Priorat) amb pedres de més de 4 cm de diàmetre, 35 a Conesa (la Conca de Barberà) o 25 a la Pobla de Cérvoles (les Garrigues), on hi hagué una persona ferida amb un trau al cap, a conseqüència de la pedregada. Durant la nit les tempestes són gairebé generals, recollint-se en total, 117 mm a Sant Jaume de Frontanyà (el Berguedà), 53 a Sant Pau de Segúries (el Ripollès) o 45 a el Vendrell (el Baix Penedès), per només unes dècimes al port esportiu de Coma-ruga a uns dos km. A Morella (els Ports), 17 mm quasi tots en forma de pedra, algunes de les quals pesaven més de 100 gr. A l'Espluga de Francolí, a més del tornado, sabem que només hi van caure quatre gotellades, però ben a prop hi va haver pedregades, acumulant-se 6 mm a Montblanc.

2.- INFORME SOBRE EL TORNADO DE L'ESPLUGA DE FRANCOLí DEL 31 D'AGOST


Després d'un detallat seguiment del recorregut del tornado,conjuntament amb M. Gayà, les conclusions són:
1.- El tornado es va iniciar al SW del poble, entre dos i tres quarts de cinc, a la llera del riu Francolí, i en una primera etapa es va mantenir molt estacionari, trencant gran part dels pollancres de la vora del riu (la majoria són tombats cap al SE). En aquest recorregut cap al SE-E produeix molts desperfectes en una granja anomenada El Molí dels Frares (Foto 1), de construcció feble. Molt a prop, un arbre possiblement centenari, però en un terreny moll, és tombat i arrencat de soca-rel. Damunt del turó que voreja el riu, més cap al SW, i fins a uns 200 metres s'hi poden trobar trossos de pollancres entre altres objectes, tots orientats cap al NE. Després, el tornado deixa la llera del riu, sembla guanyar velocitat i travessa la carretera i via del tren, tot enfilant-se cap a un turó que queda a llevant del poble, on sembla aparèixer el vòrtex secundari de la foto 1. En aquest recorregut, que sembla seguir la línia elèctrica, tomba alguns pals de la instal-lació. Dalt del turó s'hi està una estona, força estacionari, on tomba alguns pins i destrueix completamente una caseta de camp. A continuació, canvia de direcció, cap al NW, i augmenta la velocitat de desplaçament. En aquest nou recorregut, davalla pel turó cap a la línia del tren tot doblegant un parell de torretes elècriques, i s'allunya per la part alta del poble, arrencant de soca-rel alguns arbres, tombant-ne d'altres i causant molts desperfectes en teulades i façanes.

2.- El recorregut total, s'estima entre 1500 i 2000 metres, amb canvis de direcció. El diàmetre màxim d'uns 200 metres. La velocitat màxima s'estima en uns 160 km/h, essent un TORNADO FEBLE, un F1 segons l'escala de Fujita (117 a 181 km/h), però possiblement en estretes zones de la banda dreta del desplaçament hagi assolit, per la banda baixa, valors d'F2 (TORNADO FORT). Amb aquestes velocitats, aplicant l'equació ciclostròfica, obtenim unes caigudes de pressió a la base de la mànega o tuba, que oscil-larien entre 10 hPa (per 120 km/h) i 30 hPa (per 200 km/h). Pel que fa a la durada, tot i no haver-hi gaire consens, és gairebé segur que durà més de 18-20 minuts, i molt possiblement la durada total fos d'uns 30-45 minuts. Les imatges de video el mostren per primera vegada, però ja ben format, a les 17:00 H.L., estacionari i al SW del poble (un testimoni assegura que s'inicià a les 16:30). Les imatges segueixen fins a les 17:13, en què comença a guanyar velocitat i desplaçar-se cap al poble. El pas per la part alta del poble no durà més de 5 minuts.

3.- DEFINICIONS


Definim un tornado com a una rotació violenta d'una columna d'aire (de diàmetre comprès entre uns metres i uns quans centenars) que penja d'un núvol convectiu, sovint un cumulonimbus tempestuós, i quasi sempre observable en forma d'embut o mànega que s'allarga fins al terra. A l'hemisferi N la majoria dels tornados tenen sentit de rotació ciclònic.
Per mesurar la intensitat del tornado s'utilitza una escala (Escala-F) definida por T.T. Fujita (1971) com una ampliació de la escala Beaufort pel vent, de manera que uneixi el nivell 12 de aquesta escala amb el número Match 1 en 12 etapes amb un increment de velocitat a cada una de les etapes de Vf = 6.30 (F+2)1.5 m/s, on F són els diferents graus de la escala. En aquesta, de la mateixa manera que en la escala Beaufort, es pot associar una observació experimental dels danys produïts a terra en cada una de les 12 etapes. Les primeres etapes de la classificació són:
F0, 64 a 117 km/h: Abraça les intensitats 9, 10 i 11 de l'escala Beaufort. Trencament de les branques petites dels arbres. Torsió de senyals de trànsit.Desferfectes a les xemeneies, antenes de TV i cartells o rètols publicitaris.
F1, 118 a 181 km/h: El límit inferior correspondria al nivell 12 de l'escala Beaufort, que és on comença el vent huracanat. Arrenca teules de les teulades. Trenca els vidres de les finestres. Desplaça lateralment els vehicles a les carreteres i tomba les caravanes. Els arbres mal arrelats són tombats i alguns arrencats.
F2, 182 a 253 km/h: Desprèn teulades senseres, grans arbres són arrencats de soca-rel o tallats. Els objectes lleugers comencen a ésser traslladats pel vents a grans distàncies.Els camions són tombats i els cotxes escombrats de les autopistes.
F3, 254 a 333 km/h: Arrenca murs. Vehicles i objectes d'una grandària mitjana són transportats en altura. Tomba els trens. La majoria dels arbres es trenquen si no han estat arrencats.
F4, 334 a 418 km/h: Edificis amb pocs fonaments (o pre-fabricats) són elevats o desplaçats a una certa distància.Genera grans mísils aerotransportats, incloent-hi els cotxes.
F5, 419 a 512 km/h: és un tornado extraordinari on els habitatges pre-fabricats amb bons fonaments són transportats pel vent a distàncies considerables.
Aquests poden ésser agrupats en tres categories: (F0+F1) tornados febles, (F2+F3) tornados forts i (F4+F5) tornados violents (Fujita 1981)
Atesa la seva formació els podem classificar en dos grups, segons l'absència (tipus A) o existència (tipus B) d'una circulació de mesoscala (mesocicló).
Tipus A: No precedits de mesocicló i formats a les primeres etapes del desenvolupament de la tempesta. Generalment són petits, febles i de curta durada. Poden evolucionar cap a tipus B.
Tipus B: Precedits de mesocicló, identificable al radar doppler, i s'esdevé durant l'etapa de maduresa de la tempesta. Són més grans i forts que els del tipus A. (Wakimoto et al.,1989)
Des de el punt de vista de la predicció podem considerar les següents condicions com favorables per a la formació de tornados:
1) Abundància d'humitat a la capa superficial amb una profunditat mínima d'un km. La humitat i el flux d'humitat podem ésser controlats mitjançant les variacions del punt de rosada i la convergència d'humitat. La presència d'una massa de aire sec a nivells mitjans (amb base a 1 o 2.5 km) afavoreix l'acceleració dels corrents descendents mitjançant el refredament per evaporació.
2) Inestabilitat condicional i convectiva. És a dir, grans gradients de temperatura i humitat a través d'una capa de gran espessor.
3) Presència d'una capa estable o inversió. Aquesta actua suprimint la convecció profunda des de l'inici i fent augmentar la inestabilitat potencial fins que hi hagi un mecanisme que trenqui la inversió i es produeixi el tombat explosiu.
4) Un mecanisme per trencar la capa estable (forçament). Alguns possibles mecanismes de forçament són: ascens dinàmic per escalfament superficial i advecció d'aire càlid sota la inversió, ascens orogràfic i ones de gravetat. Els ascensos dinàmics són més forts a prop de les estretes zones de convergència en baixos nivells com fronts o línies seques (fronts de punt de rosada) i sota regions de pronunciada divergència en nivells alts.
5) Vents moderats o forts a l'alta troposfera i que canviïn amb l'altura en direcció i/o velocitat (cisallament).
6) Localització de zones de difluència i arribada de màxims de vent.

4.- SITUACIó SINòPTICA

Diumenge 28 d'agost:

A les 12 h ( UTC ), en el mapa de superfície hi ha la típica baixa tèrmica al centre de la península amb una pressió de 1012 hPa. A 850 hPa la temperatura sobre Catalunya es d'uns 20 C amb un notable gradient cap al N ja que a la vertical de París hi ha una temperatura de 4 C. Tant a 700 com a 500 hPa, una dorsal anticiclónica poc marcada abraça a tota la Península.

Dilluns 29 d'agost:

A l'endemà tot continua igual però amb un lleuger refredament a 500 hPa sobre Catalunya.

Dimarts 30 d'agost:

A les 12 h (UTC) en el mapa de superfície queda reflectit com pel N-W peninsular, entra un front fred que va associat a una baixa de 1008 hPa centrada a l'oest de Bretanya. Desapareix el nucli central de la baixa tèrmica situada al interior de la Península però tot el llevant, inclòs la façana mediterrània del Marroc, és troba dins d'una zona de baixes pressions relatives de 1012 hPa. A 850 hPa s'observa la presència de la baixa de superfície abans esmentada i el descens de les temperatures que a Catalunya és d'uns 4 C respecte al dia anterior.
A 700 hPa es forma un ampli tàlveg amb eix Illes Canàries-Galícia i una estreta i allargada dorsal amb eix Argel - Sardenya. La temperatura es manté sense canvis a tota la façana mediterrània, mentre que a l'interior de la Península comença a baixar. A 500 hPa hi ha un petit tàlveg més avançat cap a l'est que el de 700 hPa i destaca el contrast tèrmic entre la meitat W de la Península amb temperatures inferiors als -12 C i la meitat E on són superiors a aquest valor. Això indica una clara advecció freda que penetra per la costa cantàbrica mentre que a la vertical de tota la costa mediterrània hi ha un important flux d'aire càlid del S.

Dimecres 31 d'agost:

A les 12 h ( UTC ) hi ha en superfície un front fred que s'estén des de Lisboa fins a Sant Sebastià. La pressió continua essent d'uns 1012 hPa damunt tot el llevant Peninsular. A 850 hPa augmenta el gradient tèrmic al Cantàbric, mentre que a la resta disminueix. La baixa centrada a l'oest de la Bretanya dona lloc a vents del SW a la meitat oriental peínsular i ponents a la meitat occidental , amb difluència en el cuadrant nororiental.
A 700 hPa el tàlveg es profunditza més amb l'eix Cadis-Oviedo. El gradient tèrmic augmenta al N i a la resta hi ha pocs canvis amb un lleuger descens a Catalunya. A 500 hPa el tàlveg és molt marcat amb el mateix eix que a 700 hPa. La temperatura baixa més de 2 C damunt de Catalunya i puja el mateix a la meitat S de Portugal, tot plegat fa que no hi hagi tant de gradient tèrmic al interior de la Península. A 300 hPa hi ha un màxim de vent a l'oest d'Irlanda i en direcció NW-SE.
A les 18 h ( UTC ), en superficie queda reflectida una baixa molt petita de 1008 hPa entre Barcelona,València i Saragossa. El front fred s'ha diluït més a l'oest de Madrid, a l'Aragó s'ha convertit en front càlid i als Pirineu català continua essent fred.
A les 6 h ( UTC ) del 1 de setembre el front s'endinsa mediterrània enllà.

5.- ANÀLISIS OBJECTIVES DE SUPERFíCIE


S'observa una circulació ciclònica al llevant peninsular, corresponent a una zona de baixes pressions, que a le 15 UTC assoleix el valor més baix, 1008 hPa, centrada a Terol. El més important és la línia de convergència que s'aprecia paral-lelament a la costa mediterrània però cap a l'interior, i que en realitat la podem situar més cap a la costa, segurament a la franja pre-litoral, tal com podem veure al meteosat y al radar. Al mateix temps és frontera de THW (temperatura potencial del termòmetre humit). A la costa catalana, s'observa un regim de brises fluix, terrals fluixos de componente N al matí, girant per la banda de llevant cap a xaloc, la qual cosa origina convergències amb els vents terrers associats a la part davantera de la pertorbació que s'acosta. Les temperatures del punt de rosada són altes, de l'ordre de 21 a 22 C, a la costa catalana i a les hores centrals, la qual cosa dóna unes humitats relatives de l'ordre del 70%, disminuint fortament cap a l'interior. Figs: 9, 10, 11 i 12, 13, 14 i 15.

6.- REANÀLISI D'ALÇADA


Al reanàlisi de 300 hPa s'han traçat en color morat les zones fosques que apareixen en la imatge del vapor d'aigua. D'aquestes bandes la (1) i la (2) corresponen a màxims locals de vents. De color verd s'han marcat les bandes de cirrus de la imatge de l'IR que indicarien en (2) el màxim de vent, tant a les 00 com a les 12 UTC. De color blau s'han marcat els màxim de vent, que pràcticament coincideixen a 300 i a 200 hPa. Es pot observar un desplaçament del màxim local de vent, cosa que a les 00 s'observa damunt Gibraltar-Murcia-Palma i a les 12 s'ha desplaçat damunt Palma-Corssega, però no pas damunt Múrcia. Considerem el vent de 300 hPa de les 12 UTC a Gibraltar un error en la direcció, essent factible que la velocitat sigui correcta. A 200 hPa s'observa el mateix que hem descrit anteriorment per a 300 hPa amb l'única diferència que el radiosondeig d'Argel presenta un valor de força del vent molt similar als anteriors.
El geopotencial s'ha analitzat de 30 en 30 metres i ens marca un tàlveg a l'extrem nororiental que donaria suport a la nuvolositat que s'observa a Catalunya i S de França a les 00 UTC, desplaçant-se a les 12 cap a l 'E. També s'ha dibuixat la dorsal que dóna lloc a cel serè al SE peninsular.
A 500 hPa s'observa un tàlveg de geopotencial amb el eix en la línia Pamplona-Palma desplaçant-se cap a l'E entre les 00 i les 12 UTC. Aquest tàlveg suportaria tota la nuvolositat que s'observa en el vall del Ebre i S de França. Igualment s'observa un tàlveg tèrmic amb el eix en la direcció Murcia-Saragossa a les 00 UTC i que estaria enrera del tàlveg de geopotencial. Les isotermes han sigut traçades de 2 C en 2 C .
A 700 hPa a les 12 UTC no s'observa la existència de tàlvegs de geopotencial però sí la presència d'un tàlveg tèrmic. La zona amb més humitat està situada dins de la línia traçada en color verd que correspòn als punts amb depressió del punt de rosada més petit o igual que 6. Aquesta zona correspòn al terç N peninsular i S de França.
A 850 hPa observem una dorsal de geopotencial damunt llevant i un tàlveg sobre el extrem nororiental. S'han traçat les isodrosotermes de 6 i 8 C que defineixen la zona amb més contingut d'humitat. Igual que a 700 hPa, aquesta zona correspòn al N peninsular, S de França i part de la Mediterrània Occidental i les illes Balears.

7.- ANÀLISI MESOSCÀLICA


Prenem com a base del mapa de projecció esteorogràfica polar escala 1: 5.000.000 i damunt de paper vegetal, hem plotejat les dades dels sinops i tot seguit hem procedit a realitzar les anàlisis mesoscalars tri-horàries. Des de les 6:00 UTC del 31 d'agost de 1994 fins a les 18:00 UTC del mateix dia.
Hem confeccionat mapes d'isotermes malgrat que el seu valor és molt relatiu a causa de la gran influència del relleu. De totes maneres variacions importans ens donaran una valuosa informació. Altres indicacions per compendre les làmines són les següents:
- Les isòbares són separades cada 2 Hpa.
- Hem ombrejat de color verd aquelles zones on Td < 2
- Isotermes cada 2 graus. Per T< 28 color blau i la resta roig.

6:00 UTC.

1.- Hi ha molt poc gradient baromètric. En aquesta hora i època de l'any la mar és més càlida; per això probablement origina un mínim de 1010 hPa davant la costa, des del golf de Lleó fins al mar Menor.
2.- El gradient tèrmic es mes accentuat damunt mateix del litoral com sol ser típic d'una situació de calmes.
3.- La humitat es elevada al S de la costa catalana
4.- El vent es fluix, amb una situació de terrals o calmes

9:00 UTC.

1.- El mínim baromètric de 1010 hPa. queda restringit a una zona compressa entre Tortosa i Castelló.
2.- Hi ha un escalfament molt marcat a les Illes Balears i també des de Barcelona a València. Concretament, la temperatura a Reus, Tortosa i Palma de Mallorca augmenta més de 5 graus respecta la que tenia a les 6:00 UTC.
3.- A tot Catalunya, els vents son fluixos amb una marinada ben organitzada i probablement acompanyada d'una advecció càlida que permet l'augment de les temperatures abans esmentades.
4.- Damunt del litoral es manté el gradient tèrmic del matí.
5.- A la costa SE de França hi ha una clara i intensa conveció del vent que esta alimentant el gran sistema nuvolós que es pot veure perfectament a la imatge del satèl.lit meteosat d'aquesta hora.
6.- La depressió del punt de rosada a la costa és superior a 5 o 6 C i a l'interior als 7 .

12:00 UTC.

1.- La baixa tèrmica de la península, d'uns 1010 hPa, es desplaça cap a la nostra zona.
2.- Al interior i S de Catalunya hi ha una massa d'aire molt càlida amb temperatures iguals o superiors als 30 graus.
3.- La marinada que bufa a més de 12 nusos a la costa central no permet l'augment de temperatura d'aquesta zona, amb valors inferiors als 30 graus.
4.- Hi ha una convergencia feble de vents damunt la Serralada Pre-litoral. La manca de més estacions no ens permet precissar més. Però en tot cas es prou rellevant ja que justament en aquesta zona, a la imatge del meteosat, s'observa la formacio de nuvolades.
5.- No s'observa cap gradient important ni en les temperatures ni tampoc en la pressió.
6.- Els xàfecs que origina el gran sistema convectiu del SE de França fa que en aquella zona augmenti la pressió i les temperatures baixin notablement.

15:00 UTC.

1.- Podem situar un mínim baromètric d'uns 1006 hPa més o menys entre les ciutats de Lleida, Saragossa i Terol. Probablement originat per l'escalfament diurn i reforçat per l'aproximació del front.
2.- Els vents convergeixent cap aquest mínim amb una velocitat inferior als 10 nusos. Al Cap de Biarra (el Rosselló) hi ha un gir anti-horari i amb vent superior als 20 nusos.
3.- Hi ha una clara advecció del S que juntament amb l'escalfament diurn permet uns màxims de temperatura a la vall de l'Ebre, però no pas a bona part de Catalunya malgrat que manquin dades com per exemple la de Lleida.
4.- L'aproximació del front queda ben palesa en el fort gradient que s'observa a l'esquerra de la transparència.
5.- Els grans i retallats nuclis convectius que s'observen a la imatge del meteosat d'aquesta hora damunt la Serralada Litoral, posiblement perquè manquen més observatoris i també perquè són molt focalitzats, el fet és que no queden reflectits en aquestes anàlissis.

18:00 UTC.

1.- Hi ha un nucli de baixes pressions que el situem més al S que l'anterior i amb la mateixa pressió. També es manté el mateix gradient bàric, d'uns 4 hPa, entre la costa i aquest núcli.
2.- Tots els vents en general convergeixent cap aquesta zona.
3.- Es manté el màxim tèrmic al interior de la vall de l'Ebre i el gradient cap a ponent per on arriva el front.
4.- Un cop més, la manca d'observatoris i per tant de dades així com la localització força puntual dels nuclis convectius que a aquesta hora visualitzen les imatges del metesat fant que en aquest anàlissis, a priori no quedi reflectit d'una forma clara l'alimentació d'aquestes tempestes.

8.- ANÀLISI DE L'ESTRUCTURA VERTICAL. íNDEXS

8.-1.- CAPE's i NRG

Pel cas de Saragossa, a 12 UTC , CAPE=398, CAPC=1100 i CAPN=-237 JKg-1 i NRG=35. Pel cas de Múrcia, tambe a 12 UTC, CAPE=171, CAPN=-252, CAPC=1200 JKg-1 i NRG=5.
Pel cas de Palma, a les 00 UTC, CAPE=2722, CAPC=4800, CAPN=-189 i NRG=47. A les 12 UTC, CAPE=2740, CAPN=-110 JKg-1 i NRG=61
No obstant, i ben mirat, els CAPE's dels tres sondeigs són semblants si tenim presents les evolucions a partir de les THW correspondents a cada cas. Aixi, per exemple, pel sondeig de Palma a 12 UTC, veiem que THW de SFC és de 25.4 C, que está d'acord amb les anàlisis objectives; llavors, pel cas de la costa catalana, cal fer la correcció i evolucionar per THW de l'ordre de 23 o 24 C. Tenint present que el cisallament és del mateix ordre (segons podem veure en les anàlisis del model INM, no mostrades), obtenim per un CAPE=2000, un NRG= 45. Així les coses, el CAPN, ha augmentat, i per tant el forçament necessari per alliberar la inestabilitat latent també, amb un ascens mínim que raneja els 3000 metres.
A més a més de la inestabilitat latent, tots els sondeigs presenten una marcada inestabilitat potencial. Per exemple, a Palma a 12 UTC, només un ascens forçat de 450 m produeix l'efecte d'engegada vertical. Com que el nivell de condensació per ascens és a 750 m, voldrà dir que els núvols, en el moment que es formin ja crèixen desaforadamente fins a la TPP.

Recordem que el creixement de supercèl-lules és afavorit quan 5 A Palma , per un CAPE=2740 JKg-1, obtenim NRG=61, però amb la correció per a la zona del tornado, obtenim CAPE=1800-2000 i per tant NRG=40-45. No obstant, aquest valor, pensem que és poc realista a causa del gran forçament necessari per alliberar la inestabilitat latent.
Pensem que és més lògic treballar amb el sondeig de Saragossa. Com ja hem dit, les temperatures màximes oscil-làren entre 30 i 36 graus, amb la qual cosa es fàcil de suposar que l'escalfament diürn va engegar la convecció. Pensem que les temperatures necessàries per arrencar la convecció, segons els sondeigs de Saragossa són: 34 C (segons el sondeig de les 00, amb CAPC=1105) i 31 C (segons el sondeig de les 12, amb CAPC=1200). Així les coses, calculem el NRG a partir del CAPE=CAPC, i obtenim NRG=97. Amb aquest valor el més probable és la convecció simple (estructures unicel-lulars de curta vida) o a tot estirar estructures multicel-lulars.
L'explicació del perquè la convecció es focalitza damunt la Serralada Pre-litoral, ens la dóna la corba d'estat del sondeig de Saragossa a les 12 UTC. Per damunt del NCC, observem una capa estable, i això voldrá dir que els cúmuls formats per evolució diürna no crèixen lliurement, sinó que els caldrà una empenta addicional per tal de superar aquest estrat; posteriorment ja tenim convecció lliure fins als 200 hPa. L'empenta addicional ens la proporciona la Serralada Pre-litoral, amb l'efecte de palanca i/o les possibles convergències abans esmentades.

8.-2.- Helicitat

És defineix com el producte escalar de la velocitat per la vorticitat d'un fluïd. Expressa la idea de rotació en el desenvolupament de supercèl-lules.
La tornadogènesis o capacitat de produir tornados està intimament lligada a l'helicitat de les capes baixes, (sovint entre SFC i 700 hPa) i en general podem dir que el llindar perquè l'helicitat sigui significativa s'assoleix amb un cisallament vertical del vent de 10 m/s i una rondada del vent de 90 , o el que és el mateix, 150 m2s-2. Amb aquesta helicitat, es poden desemvolupar mesociclons (visibles a les imatges radàriques) i que solen ésser precursors dels tornados uns 36 minuts després. Perquè es produexi un tornado no cal que la tempesta sigui supercel-lular; sobretot els tornados febles F-1 i F-2 poden ésser generats per tempestes multicel-lulars. Recordem que NRG=97, però l'NRG només ens dóna el tipus de convecció esperat, i que en principi no hi ha una relació directa amb la severitat, si bé una tempesta supercel-lular, en general, és més severa que una de multicel-lular.

8.-3.- ESTW (Estabilitat estàtica humida)

Valors negatius de ESTW indiquen inestabilitat potencial i valors positius superiors a 2-3 unitats estabilitat potencial i valors positius però inferiors a 2-3 unitats indiquen estabilitat potencial baixa o reduïda. Com es pot veure la inestabilitat potencial és molt acusada a 850 hPa i no tant a 700 hPa, tant a les 00 cm a les 12 UTC. No obstant, cal precisar que es tracta d'una capa profunda, podent-hi haver capes més petites entremig amb valors diferents d'ESTW; per exemple, l'ESTW a 850 hPa (ES8) la calculem amb els nivells 1000,850 i 700 hPa, mentre que per a ES7 fem servir els nivells 850,700 i 500 hPa. En canvi, pel cas dels sondeigs, en calcular la derivada parcial per diferències finites, fem servir els valors de la THW en el nivell considerat i els valors interpolats dels 50 hPa per damunt i per dessota del nivell en qüestió. Els valors obtinguts en els sondeigs de les 12 UTC són:
ES8: Saragossa,-3; Santander,-5; Madrid,6; Palma,-10; Nimes,-2; i Múrcia,5
ES7: Saragossa,0; Santander,1; Madrid,-8; Palma,5; Nimes,-3; i Múrcia, -5.
Cal recordar, que la covecció NO es focalitza allà on la inestabilitat potencial és màxima sinó allà on els forçaments necessaris per produir l'efecte d'engegada vertical són mínims.

8.-4.- MAP (Massa d'aigua precipitable)

Segons el sondeig de Saragossa, a les 00 UTC, MAP=25.2 mm, amb una distribució per estrats, SFC-850=9.8 850-700=7.9 700-500=5.8 500-300=1.7, i a les 12 UTC, MAP=20.0 mm, amb una distribució per estrats SFC-850=10.9 850-700=6.8 700-500=2.4 i 500-300=0.4. El sondeig es pot considerar sec en general, ja que T-Td sempre és més gran de 10 graus.
Segons el sondeigs de Palma, a les 00 UTC, MAP=37.4 mm, que representa, aproximadament, el 150% del valor mitjà de l'època. La distribució per estrats és la següent: SFC-850=18.8 850-700=7.2 700-500=9.0 i 500-300=2.3. Segons aquest sondeig hi ha prou humitat com perquè la convecció, a més d'ésser pregona, sigui eficient. No obstant, hi ha una capa seca entre 700 i 900 Hpa. A les 12 UTC, MAP=25.5, amb SFC-850=14.3 850-700=7.6 700-500=2.3 500-300=1.2

8.-5.- Tall vertical

Presentem dos talls verticals entre els observatoris aerològis de La Coruña i Palma, a les 00 i 12 UTC. En aquests talls les variables representades són la temperatura potencial del termòmetre humit (THW) i el vent. Observem un fort gadient vertical de THW damunt la mar mediterrànea, més acusat a les 12 UTC, i que va minvant conforme ens endinsem cap a l'interior de la peninsula; no obstant, a les 12 UTC, encara és important a la vertical de Saragossa. Entre 800 i 600 hPa, observem una capa seca, més acusada a les 12 UTC i quan més cap al interior, amb vents significatius quasi perpendiculars a la intrussió seca.

9.- TELEDETECCIÓ

9.-1.- Imatges del satèl-lit Meteosat

Disposem en total de les següents imatges (hores UTC): 07:30, 10:30, 14:30, 15:00 15:30 i 16:30 de la banda visible (VIS), 23:30, 05:30, 11:30 i 17:30 de la banda del vapor d'aigua (WV) i de les hores sinòptiques a més de les 10:30 de la banda de l'infraroig (IR). Tanmateix disposem d'imatges de l'IR realçades en color, segons la seva temperatura, de les 12.00, 14:30 i 15:00.
En el primer grup d'imatges es pot observar un sistema frontal associat a una depresió situada a l'W de Bretanya, desplaçant-se d'W a E, i situant-se en la línia Bilbao-Cadís a les 12 UTC.
També es pot veure una banda de cirrus que és desplaça cap a l'est entre les 00 i les 12, situant-se a aquesta hora en un arc entre Alacant i Palma i desplaçant-se posteriorment cap al NE, a la vegada que augmenta la seva corbatura anticiclònica, indicant un màxim de vent local, que es desplaçaria cap al NE. A la imatge del WV de les 12 UTC es pot observar les zones fosques associades als màxims locals de vent: damunt de Castelló-Malaga, Murcia-Argel i tres zones situades darrera del sistema frontal i que corresponen als tres màxims de vent a 250 hPa.
Hi ha un sistema nuvolós situat a prop del S de França i desplaçant-se en direcció E i una banda de núvols en la línia Corcega-Argel que probablement estigui associada al raig subtropical del qual formaria part l'anterior màxim de vent.
A les 12:30 UTC s'observa el primer inici de convecció a Catalunya. A les 14:30 s'ha format una llarga faixa de núvols d'orígen convectiu, al llarg de la Serralada Pre-litoral i paral.lela a la costa, que a les 15:00 UTC assoleix cims de núvols de temperatura de -60 C. A les 14:30 es poden distingir 3 cèl.lules, fusionant-se mitja hora més tard les dues cèl.lules més orientals. El lloc de contacte de les dues cèl.lules resultants correspòn, aproximadament, a les coordenades de L'Espluga.
El màxim de vent marcat per la banda de cirrus entre Alacant i Mallorca s'ha desplaçat cap al N, augmenten la corbatura anticiclònica i passant la sortida del màxim de vent en les proximitats de la costa catalana just a la dreta d'on s'estan formant les tempestes en una franja paral.lela a la costa. A les 18:00 UTC s'uneix amb la nuvolositat frontal, havent-se ampliat prèviament la convecció al Pirineu i S de França.

9.-2.- Imatges de radar

Només disposem de dos tipus d'imatges:ECOTOPS i PPI's. A les 14:20 UTC, observem tres nuclis amb més de 50 dBZ al PPI i més de 11 km d' ecopops, damunt la Serralada Pre-litoral de Tarragona. Al marge, tenim un altre nucli, encara més extens i potser més actiu i tot, cap a Terol. Altres nuclis menys actius i esquifits cap al pre-litoral de Barcelona. A les 14:50, els dos nuclis més acostats s'ajunten, i podem dir que tenim dos nuclis amb reflectivitats majors de 50 dBZ i ecotops superiors a 11 Km, si bé les àrees que superen aquests llindars han crescut força respecte la imatge de les 14:20. La següent imatge és a les 15:20, moment en què el tornado és a punt de dissipar-se. Les imatges no aporten gaire més informació, només, si de cas, podem pensar que els dos nuclis també interactuen.
Les imatges radàriques, tot i no aportar gran informació de manera directe sí que ho fan indirectament. En no apreciar cap mena d'estructura en forma de ganxo, ferradura o semblants al PPI, podem suposar que no hi ha mesociclons i per tant que el tornado no pertany a una estructura superce-lular; és a dir, l'estructura que suporta el tornado és multicel-lular, amb tornado feble, a tot estirar un F-2, format per la interacció de dos nuclis convectius, de creixement explosiu, en una frontera tèrmica i orogràfica que a més és zona de convergència.

9.-3.- Descàrregues elèctriques

Sabem que el comportament ideal, s'inicia amb una fase de formació on hi ha un augment sobtat de les NT(-) i poquetes NT(+), bàsicament concentrades a les zones convectives. A continuació vindria la fase de maduresa, on a més de la zona convectiva ja s'ha format una ampla àrea estratiforme, i les NT(+) augmenten i s'estenen cap a la zona estratiforme. Les NT(-) s'estabilitzen. Finalment, la fase de dissipassió, on els nuclis convectius han perdut organització, però la zona estratiforme pot durar força temps, de vegades hores i tot. En aquesta darrera fase, la proporció de NT(+) és superior als NT(-), l'activitat dels quals decreix molt més suaument que no pas creixia en la fase de formació.
Així doncs, un augment sobtat de NT(-) sol coincidir amb la reactivació de nuclis convectius i solen estar concentrades a les zones de convecció més activa.
Els NT(+) solen ésser menys nombrosos però augmenten en proporció relativa quan la zona estratiforme és ben definida, sobretot a la fase de disipació o bé quan la tempesta és severa, on poden arribar a ésser dominants i discrepar considerablement del comportament ideal abans esmentat.
Pel nostre cas en concret, podem distingir clarament la formació de dos nuclis de tempesta gairebé simultanis, TOR A, a ponent del tornado amb 61 llamps entre 13:25 i 15:25, i TOR B a llevant de la zona del tornado, amb 70 llamps (3 NT(+) ) entre les 12:09 i les 15:40.(Distribució espaial)
En general no podem dir que el sistema es comporti com a sever, ja que no tenim ni altes proporcions de NT(+) ni el nombre de NT(-) arriba a 5-12 NT(-) per minut en cap moment.
El més important de destacar, són les dues reactivacions, gairebé simultànies dels dos nuclis, probablement poc abans d'esdevenir-se el tornado. Entre les 14:40 i les 14:50, s'observa la màxima intensitat, amb proporció de NT's acostant-se a les 5 per minut i la proporció de NT(+) s'acosta al 20%.

10.- CLASSIFICACIÓ DEL TORNADO


1) Segons les imatges radàriques no podem confirmar la presència de mesocicló, i per tant de supercèl-lula, ja que no disposem d'imatges doppler, que és on millor es veu l'estructura en forma de ganxo (hook echo).
2) Segons les imatges del Meteosat, sembla que no es tracta de cap supercèl-lula; no obstant, una imatge del TIROS de les 16:49 UTC, presenta una estructura en forma de ventall o V molt marcada i que molt probablement sigui supercel-lular. El que sí que queda clar a les imatges del Meteosat, és un creixement de núvols explosiu simultàniament a l'arribada d'una banda de cirrus, que són condicions citades per Bluenstein, (1985), per la formació de "landspouts", i que nosaltres traduïriem per bufarut o cap de fibló, que són els noms d'ús popular al Principat i a les Illes Balears per designar els petits tornados que de tant en tant es formen terra endins i que són similars als fiblons, mànegues o trombes marines.
3) Pel que fa a les decàrregues elèctriques, molt probablement podem suposar que el tornado es produeix a les primeres etapes de creixement, i per tant seria del tipus A. No obstant, sembla clar que el tornado no es produeix dessota les màximes ascendències, sinó entremig de les dues cèl-lules anomenades TOR A i TOR B (Figura ). Això ens fa suposar, que l'orografia juga un paper molt important en la gènesis del tornado. Pensem que la Serralada Prelitoral presenta altituds de fins a 1200 m a les muntanyes de Prades, amb unes parets enormes i completament verticals i amb un passadís natural cap a mar que és el congost per on passa el Francolí.
4) El CAPE de Saragossa presenta valors més aviat moderats, igual que l'NRG. No obstant, i donant per suposada la supercèl-lula de la imatge del TIROS, hem de suposar que , si més no a la costa i unes hores després del tornado, l'escenari meteorològic és favorable per la formació de supercèl-lules. Això és coherent, si suposem que a la part interior de la Serralada Pre-litoral són vàlids els CAPE i NRG de Saragossa i a la costa catalana són valids els CAPE i NRG de Palma corregits. Així les coses, podem suposar que una tempesta generada a la Serralada Pre-litoral cap a l'interior serà unicel-lular o multicel-lular, però si progessa cap a la costa pot evolucionar cap a una estructura supercel-lular.
5) Pel que fa a la durada del tornado, tampoc no podem dir res, ja a la bibliografia es pot trobar un ampli ventall de durades, tant per tornados supercel-lulars com per no supercel-lulars.


11.-CONCUSIONS

1) L'estructura vertical de la situació en estudi, encaixa amb la severitat, ja que, segons el sondeig de Saragossa (i les condicions de les capes baixes a l'àrea del tornado) a les 12 UTC:

a)Td >20 C en superfície. A Saragossa no, però a la zona del tornado sí com podem veure a les anàlisis objectives.

b) Presència de capes amb T-Td > 5 entre SFC i 600 Hpa.

c) Cisallament entre SFC i 700 Hpa, pròxim 90 graus i 10 m/s, eqivalent a 150 m2s-2

d) MAP < 150%

e) Indexs TT > 49; 10 < K<30 ; SI < -3 ; LI < -3; CAPE i NRG=1100,97 (Saraossa) i 2000,45 (per a la costa catalana).

f) Isozero del termòmetre humit a prop dels 3000 metres, condició favorable per a produir pedra.

g) Distància (CCL-Isozero) < 2.5 Km

h)Màxim de vent a 300 hPa. (Suposat a partir de la banda de cirrus)

2) Pel que fa al forçament subsinòptic, és evident que n'hi ha com ja hem vist en les anàlisis objectives i mesoscalars, basicament són convergències a baixos nivells, en una frontera tèrmica i orogràfica.

3) El mecanisme inicial sol ser una línia o capa seca (Dry line), més una pertorbació a l'alta troposfera. Pel nostre cas, sembla que els moviments verticals, són iniciats per un màxim de vent a 300 hPa, suportat per un tàlveg tèrmic molt marcat a 500 Hpa, a part la línia seca i l'escalfament diürn.

4) Pensem que el tornado és del tipus A. Per a explicar la seva formació, ens basem en Wakimoto et al. (1989). És evident que la vorticitat de les capes baixes pot ésser magnificada per efecte orogràfic, especialment a les serres de Prades-Montsant-Mussara-Ancosa, juntament amb el congost per on passa el Francolí i les circulacions induïdes que demanen els nuclis convectius de creixement explosiu. Segons Wakimoto et al., aquests nuclis de vorticitat a baixos nivells es poden ésser xuclats cap amunt per un dels nuclis de creixement explosiu, engegant el tornado. A més a més, pensem que l'helicitat la podem qualificar de moderada, uns 150 m2s-2. Wakimoto et al. suggereix una possible interacció entre la vorticitat de baixos nivells i la vorticitat de nivells mitjans (mesocicló), per explicar els tornados més forts o violents (F3,F4 i F5).

BIBLIOGRAFIA


- Bluestein, H.B., 1985: The formation of a "landspouts" in a "broken line" squall line in Oklahoma Preprints, 14th Conf. On Severe Local Storms, Indianapolis, Amer. Meteor. Soc.., 267-270.

- Davies-Jones, R.P., 1974: Tornado Dynamics. Thunderstorms:A Social, Scientific, and Technological Documentary. Vol. 2, Thunderstorm morphology and Dynamics (E. Kessler, ed.), 197-361.

- Doswell III, C. A., 1985: The operational meteorology of convective weather. Vol II: Storm scale analysis. NOAA Technical memorandum ERL ESG-15.

- Fujita, T.T., 1989: Tornadoes and downbursts in the context of generalized planetary scales. J. Atmos. Sci., 38, 1511-1534.

- Jansà Clar, A., 1990: Notas sobre análisis meteorológico mesoscalar en niveles atmosféricos bajos. INM

- Lòpez. R. Aspectos básicos de Mesometeorologia. Apuntes del curso 86-87 .Publicación interna del INM.

- Wakimoto, R.M. and J. M. Wilson 1989: Non-supercell Tornadoes. Mon. Wea. Rev., 117, 1113-1140.

© email: jarus@geocities.com

Date Last Modified: 6/04/98

recular a la plana principal

1