(1) G.P.V. de
Catalunya (I.N.M.)
(2) Universitat de Barcelona
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.
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.
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.
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.
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.
A l'endemà tot continua igual però amb un lleuger
refredament a 500 hPa sobre Catalunya.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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 .
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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%.
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.
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).
- 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