ESTUDIO TÉCNICO – OPERATIVO de Carlos Manuel Jiménez Cavero (AEMET)

IMPORTANCIA DE LA VIGILANCIA INTENSIVA

Observaciones. Récord PCP/6h de Alpandeire. 21-Oct

Tras desgranar la información disponible el sábado 20 de Octubre, y diagnosticar el SCM que se formó, pasamos a detallar los datos obtenidos durante el día posterior. Se trata, por tanto, de ver qué sucedió durante el domingo 21 de Octubre, cuando se superó el record nacional de precipitación en 6 horas. Mediante las fuentes de observación anteriormente citadas: rayos, radar, echotop, datos de estaciones automáticas, etc se muestra la severidad del episodio acaecido durante la primera mitad del domingo 21 de Octubre.

Comenzando con las descargas eléctricas, el mapa de la izquierda muestra los rayos producidos durante la mañana del día 21, entre las 09UTC y las 11UTC. Se aprecia una región, más o menos definida, de orientación Norte-Sur en el entorno de la Serranía de Ronda, con una gran densidad de descargas. Observando más finamente en la imagen de la derecha, donde se muestran el total de descargas producidas durante las primeras 12 horas del domingo 21, se puede intuir que los rayos siguen el curso del río Genal. De nuevo, se pone de manifiesto la influencia de la orografía en el episodio

Rayos 20 Oct para la Península entre 21UTC-23UTC   y   Andalucía entre 21UTC-23UTC

A continuación, para la franja temporal de las 8,40 UTC hasta las 9,30 UTC, se muestran los mapas 10-minutales de PPI radar, echotop y viento doppler. Se trata del intervalo temporal durante el que las precipitaciones fueron de carácter torrencial, y muy localizadas en el entorno de Alpandeire.

Se aprecian echos de reflectividad radar de tonos amarillos, e incluso naranjas, de intensidades cercanas a 50 dB. Por otro lado, de las imágenes de echotop se deducen desarrollos verticales muy profundos, alcanzando los 12km de altura. Todo ello hace pensar en la existencia de un segundo Sistema Convectivo Mesoescalar (SCM), con una zona de precipitaciones convectivas en forma de arco (bow echo). En este caso, el SCM se halla algo más al oeste respecto al que se formó el día anterior. Como veremos a continuación, se observa también un chorro húmedo en niveles bajos, en este caso canalizado a través del río Genal.

Del producto viento doppler se desprenden conclusiones muy interesantes. Los tonos verdes indican viento radial hacia el punto central y tonos amarillos viento radial que se aleja de dicho punto. De esta forma, en el inicio de la secuencia mostrada, se aprecia un marcado cambio de tonalidad verde-amarillo. La frontera entre ambos colores es prácticamente perpendicular a la línea imaginaria que une dicha frontera con el punto central, donde se sitúa el radar. Se trata, por tanto, de un flujo convergente, en el entorno de la Serranía de Ronda. Podemos ver en las sucesivas imágenes, como la frontera entre ambas tonalidades evoluciona hasta alinearse con el haz (apuntando al punto central donde se sitúa el radar). De lo que se podría deducir la existencia de un vórtice mesoescalar (MCV Mesocale Convective Vortex), con un campo de viento asociado de carácter ciclónico, centrado en el entorno de Alpandeire y situado en niveles medios de la troposfera (Imágenes doppler de 08.50 – 09.20 UTC)

PPIs – ECHOTOP – Viento DOPPLER – Radar de Málaga – 21 Oct
Secuencia 10-minutal entre 08.40UTC  y  09.00UCT

PPIs – ECHOTOP – Viento DOPPLER – Radar de Málaga – 21 Oct
Secuencia 10-minutal entre 09.10UTC  y  09.30UCT

Por otro lado, las imágenes de satélite y los productos del SAF de NWC nos ratifican lo anteriormente expuesto. Un Sistema Convectivo Mesoescalar, geométricamente circular, cuya zona de mayor severidad, asociada a la convección profunda, se halla en la parte sur, en el entorno de Alpandeire. Se puede apreciar en las imágenes de radar la pluma de precipitación estratiforme, común en un SCM de estas características, que acompaña a la región de precipitación de tipo convectiva, geométricamente más reducida, pero de gran intensidad.

El SCM comenzó a formarse a las 5 UTC del domingo 21 de Octubre, continuó activo hasta las 12 UTC, con una duración de 6 horas, un diámetro de 200km de la capa de nubes y una temperatura del tope nuboso de -60ºC.

HRVIS – 21 Oct – 09 UTC

En las siguientes imágenes de HRVIS de las 10UTC y 12UTC del domingo 21 de Octubre, vemos cómo rápidamente el SCM desaparece (momento en el que se puede intuir el MCV en la imagen del visible):

HRVIS 21 Oct – 10 UTC (fase madura) y 12 UTC (fase de debilitamiento)

A continuación se muestran datos obtenidos en las estaciones meteorológicas automáticas. Acumulados del domingo 21 de Octubre en 24 y 12 horas respectivamente.

Precipitación acumulada en 24h     –    21 de Octubre de 2018

Precipitación acumulada en 12h  – 21 Oct entre 00UTC y 12UTC (RÉCORD Alpandeire 289mm)

A continuación se muestran datos de dirección e intensidad de viento, así como de precipitación acumulada, en intervalos de 10 minutos, para dos estaciones automáticas situadas en la cuenca hidrográfica del río Genal. La primera de ellas situada en Alpandeire, en las faldas de la Sierra de las Nieves, en su vertiente sur. La segunda de ellas Gaucín, situado en el mismo valle, pero en su parte baja. Los datos que se deducen de viento, tanto dirección como intensidad, y de precipitación nos ayudan a determinar cómo fue el episodio convectivo analizado.

• Alpandeire, cuenca alta del Genal.

Dirección del viento registrada en Alpandeire – 21 Oct

• Gaucín, cuenca media del Genal, más próximo al mar.

De las tablas de los dos pueblos anteriores se desprende que hubo una entrada de viento en superficie del suroeste (entre 180º y 270º – Gaucín), succionando toda la humedad de Alborán, y desembocando en Alpandeire en la parte alta del Genal. En las gráficas de Gaucín, se puede apreciar que precisamente la dirección del viento húmedo coincide exactamente con la dirección geográfica del río Genal, que discurre del nordeste hacia el suroeste. En este caso, el viento remontaba el valle.

Se aprecia un patrón de viento muy bien definido en Gaucín, mientras que en Alpandeire no hay patrón alguno, siendo el viento totalmente errático (lo que indica que estaba teniendo lugar una fuerte tormenta). De hecho se ve qué diferencia de precipitación acumulada tan brutal hubo entre ambas localidades, estando separadas geográficamente una distancia de 16 km en línea recta. El área de precipitación convectiva, asociada al Sistema Convectivo Mesoescalar anteriormente comentado, debió situarse en el entorno de Alpandeire.

Además, podemos afirmar que hubo un chorro húmedo en niveles bajos, continuado en el tiempo y muy bien definido, que remontó el río Genal desde su desembocadura hasta el entorno de Alpandeire, donde debió haber fuertes corrientes ascendentes asociadas a los fuertes chubascos convectivos registrados. Vemos que se trata de un análisis en la mesoescala gamma (2-20km), prácticamente imposible de advertir por ningún modelo operativo de predicción numérica.

Análisis comparativo de modelos numéricos

A continuación, se muestran las salidas de precipitación de los distintos modelos numéricos de predicción disponibles para el predictor, previas al episodio de precipitaciones intensas analizado, en sus diferentes pasadas. Se trata, básicamente, de una verificación subjetiva de cómo se comportó cada modelo, para posteriormente, poner de manifiesto la pericia de cada uno de ellos en el episodio. Finalmente, se emitirán una serie de  conclusiones, que puedan ser extensivas a otras situaciones similares, fuertemente convectivas y con potencial adversidad.

            Sólo se muestran salidas de las variables precipitación, aún a sabiendas de que en el proceso de diagnóstico, análisis y pronóstico realizado por el predictor, muchas otras variables atmosféricas y productos derivados de los modelos deben ser tenidos en cuenta. No se quiere, por tanto, poner de manifiesto que las salidas de precipitación sean la única herramienta para la predicción y emisión de los avisos pertinentes, sino simplemente hacer ver cómo se comportan en situaciones convectivas, similares al episodio de estudio, y extraer conclusiones.

Los modelos analizados son los disponibles por los predictores del Sistema Nacional de Predicción en AEMET. En cuanto a modelos deterministas, tenemos HRES del Centro Europeo (9km de resolución) y Harmonie (2,5km de resolución). Por otro lado, en cuanto a  modelos probabilísticos se muestran mapas del EPS del Centro Europeo (18km de resolución) así como del gSREPS de AEMET (2,5km de resolución).

• HRES del Centro Europeo. PCP acumulada en 6h.

 A continuación se muestran las 4 pasadas previas al episodio de precipitaciones intensas analizado, cuyo momento máximo fue hacia las 9 UTC del 21 de Octubre. Podemos ver que el modelo determinista del Centro Europeo daba valores de aproximadamente 10 mm/6h. Muy alejados de la realidad posterior del episodio.

• Harmonie. PCP acumulada en 6h.

Tras un rápido análisis subjetivo de los mapas de precipitación acumulada en 6 horas, previstos por Harmonie en las 4 pasadas previas, se aprecia un comportamiento aceptable en cuanto a la localización espacial y temporal. Sin embargo, tras conocer los datos reales a posteriori, podemos decir que Harmonie infraestima para el episodio en cuestión, ya que nos daba un acumulado de aproximadamente 60-80 mm/6h, observándose casi 300 mm/6h.

Un parámetro que suele ser interesante analizar, entre otros muchos, cuando se prevén precipitaciones extremas es la convergencia de humedad integrada en la vertical, VIMD (Vertical Integrated Moisture Divergence). Se trata de un parámetro derivado del modelo determinista del Centro Europeo. Para nuestro episodio analizado, vemos que no da tampoco nada de señal. Dando a entender, a priori, que no hay riesgo de precipitaciones extremas.

• EPS del Centro Europeo. Probabilidad de PCP > 40 mm en 6h.

            Analizando el parámetro PROB PCP > 40mm/6h, con validez 21 de Octubre de 2018, este parámetro no da nada de señal en las pasadas previas. Lo que quiere decir que absolutamente ningún miembro del EPS del Centro Europeo aprecia una mínima posibilidad de superar el umbral de 40 mm/6h (recordemos que cayeron casi 300mm). Puede ser interesante advertir que, si fijamos como validez temporal las 00UTC del 21 de octubre (12 horas antes a cuando se registraron las precipitaciones más intensas), se aprecia una señal débil en las sucesivas pasadas, lo que quiere decir que algún miembro del EPS intuía algo. En cualquier caso, podemos afirmar con rotundidad que dicho modelo probabilístico no acertó ni la intensidad ni la franja temporal en que tuvo lugar el episodio.

Ningún miembro del EPS nos dice que se vayan a superar 40mm en 6h para el 21 de Octubre a las 12UTC. Podemos comprobar, en el siguiente mapa, que la precipitación máxima prevista por el EPS (un único miembro) era de 60-80 mm/24h, situada en Cádiz. Por tanto, se puede afirmar que la probabilidad prevista era bajísima, y geográficamente no del todo acertada.

• gSREPS de AEMET.

A la hora de analizar la estimación de precipitación por parte del gSREPS, hay que tener presente que es un EPS de alta resolución, que resuelve la convección profunda, por lo que la interpretación de los mapas de probabilidad de superación de umbrales es distinta de la realizada para mapas del EPS del Centro Europeo. En situaciones convectivas, los distintos miembros pueden dar señal de precipitación en zonas muy próximas, pero que no necesariamente se solapen en el espacio. Ello puede provocar que, en el mapa de probabilidad típico, tengamos una señal muy débil, deduciendo, a priori que hay “probabilidad baja”. Pero en cambio, de manera local, en algún área reducida sea muy probable que se acumulen grandes cantidades. Por ello es muy importante acudir a los mapas de Spaguetis o Miembros, en los que se contornea cada miembro. Así podemos evaluar la incertidumbre espacial de la precipitación. El EPS del Centro Europeo no “adolece de este problema”, ya que la resolución es de 18km, no resuelve explícitamente la convección, y la mayoría de miembros se solapan en el espacio.

• Análisis de la pasada del viernes 20 – 12UTC

Centrándonos en el episodio analizado, en los siguientes mapas podemos comprobar que la probabilidad de superación de umbrales (>40mm), en 3 y 6 horas, para los alcances de las 06UTC y las 12UTC, es relativamente baja. Para el primer alcance, se muestra una probabilidad en torno al 20%. Sin embargo, como veremos en los mapas de miembros, la superación de este umbral estaba prácticamente asegurada para algún punto de la mitad occidental de la provincia malagueña; afirmación que es imposible deducir, a priori, de los mapas de probabilidad.

A continuación, echando un vistazo a los mapas que muestran el campo de precipitación máxima del gSREPS, vemos que se muestran valores superiores a 180mm/6h, e incluso, para el alcance de 00UTC, localmente superiores a 250mm/6h. Es importante remarcar, en este momento, que gSREPS es el único modelo analizado capaz de estimar con bastante exactitud la intensidad y localización espacial del episodio.

En cualquier caso, hay que tener presente que estos mapas muestran para cada punto de grid la precipitación de un único miembro del ensemble del gSREPS, aquel que prevé la máxima acumulación. Teniendo en cuenta que se trata de un ensemble de 20 miembros (5 modelos de alta resolución con 4 condiciones de contorno de modelos globales), vemos que la probabilidad de que se llegue a dicha cantidad en cada punto es del 5%

Mapas de cuartiles. A continuación se muestran cuatro mapas, para distintos alcances, que dan idea de la dispersión de los 5 miembros con mayor precipitación acumulada. Indican valores a partir de los cuales el 25% de los miembros quedan por encima de dicho valor. En el segundo mapa, para las 00UTC los cinco miembros están por encima de 30mm/6h. En el segundo mapa, para las 06UTC vemos que el umbral es de 20mm/6h. En el tercer mapa, para las 12UTC, el umbral baja a 15mm/6h. Es importante indicar que fue en esta última franja temporal cuando se registraron las precipitaciones más intensas. Por tanto, el modelo probabilístico analizado adelantó el episodio varias horas.

Por otro lado, atendiendo a los siguientes mapas, miembros contorneados de superación de umbrales, se pone de manifiesto la incertidumbre espacial del episodio. Si fijamos el umbral en 40mm/6h, la mayoría de miembros dan señal, pero en zonas geográficas distintas, relativamente próximas y que no necesariamente se solapan. Dejando entrever que seguramente se superen los 40mm en 6 horas pero sin saber la localización exacta.

Es interesante analizar, para este episodio de precipitaciones extremas, qué mostraban los mapas de miembros contorneados para umbrales superiores. Con objeto identificar para qué umbrales sigue habiendo señal de, al menos, dos o tres miembros, y así poder evaluar la potencial severidad del episodio. A continuación se muestran dichos mapas, tanto para el alcance de 00UTC como de 06UTC del sábado 21 de Octubre.

Podemos comprobar en los mapas anteriores que, incluso para el umbral de 120mm/6h, seguimos teniendo entre tres y cinco miembros que dan señal en zonas geográficas que no necesariamente se solapan, pero sí muy próximas entre sí. Incluso vemos que hay un miembro que estima valores superiores a 180mm/6h. Y, además, sitúa los contornos en el área de la Sierra de las Nieves.

• Análisis de la pasada del sábado 21 – 00UTC

Si echamos un vistazo, con la pasada de 00UTC, al campo de precipitación máxima del gSREPS, vemos que pronostica un valor de 120-180mm/6h, lo que quiere decir que efectivamente, algún miembro de dicho modelo probabilista prevé un acumulado mucho mayor que el umbral de 40mm/6h anteriormente mostrado. Ello refleja la enorme dispersión que hay en el valor estimado para dicho parámetro. Por otro lado, se puede comprobar que la distribución espacial de la precipitación prevista es similar a las imágenes radar, aunque desplazada ligeramente hacia el oeste, dando la señal más intensa en la provincia de Cádiz, y retrasada en el tiempo 6h.

De manera subjetiva, se puede apreciar que la pasada de 12UTC del 20 de Octubre se comportó, sorprendentemente, algo mejor que la pasada de 00UTC del día 21, inmediatamente anterior al episodio de máxima precipitación registrado en Alpandeire.

Con toda esta información y teniendo en cuenta todos los modelos analizados, queda demostrada la incertidumbre espacial del episodio. Ateniendo únicamente al EPS del Centro Europeo, se desprenden bajas probabilidades de superación de umbrales importantes. Sin embargo, atendiendo el gSREPS, modelo de alta resolución, que resuelve la convección profunda y que dispone de una orografía mucho más realista, se pueden extraer conclusiones más ajustadas a los valores efectivamente registrados.  En cualquier caso, ante una situación operativa, y manejando únicamente información derivada de los modelos numéricos, se hace muy difícil tomar la decisión de activar un aviso naranja-rojo. La vigilancia es clave para tomar dicha decisión en el muy corto plazo.

Conclusiones

Mediante el hilo conductor del episodio-récord de precipitaciones acaecido en el entorno de la Sierra de las Nieves, en la provincia de Málaga (récord nacional de acumulado en 6 horas, con 289 mm/6h de Alpandeire) se ha hecho un repaso del enfoque operativo ante una situación de potencial adversidad.

Como hemos podido comprobar, con la información prevista por los modelos, previa al episodio, sabíamos que existía un riesgo, en principio relativamente bajo, de sufrir chubascos intensos en las provincias de Málaga y Cádiz. Sin embargo, fueron las distintas fuentes de observación atmosférica, las que desde la tarde del 20 de Octubre obligaron al personal responsable a realizar un seguimiento intensivo del episodio, así como, en caso necesario, a modificar los distintos avisos previstos para el corto plazo.

Ante episodios poco habituales como el descrito, en cuanto a su magnitud, periodo de retorno, y sobre todo en cuanto a su predictibilidad, la vigilancia operativa intensiva así como la experiencia del personal responsable de la misma son esenciales. Por otro lado, se ha puesto de manifiesto la importancia de conocer de manera exhaustiva la topografía del área de predicción (relieve, orientación de valles, proximidad al litoral, etc), ya que su interacción con fenómenos mesoescalares (chorros en niveles bajos, fronteras, desarrollos convectivos, convergencias, advecciones de humedad canalizadas,  pantallas orográficas, etc) juega un papel crucial.

 Los modelos numéricos, más aún aquellos de menor resolución, en muchos casos son incapaces de resolver situaciones convectivas que ocurren en la meso-gamma (2-20 km) e incluso en la meso-beta (20-200km). En ocasiones, los modelos de alta resolución, dan pinceladas aproximadas en cuanto a su distribución espacial y/o temporal, pero en la mayor parte de los casos, la intensidad de los episodios reales supera enormemente los valores previstos. En el episodio analizado, únicamente gSREPS dejó entrever valores cercanos a los efectivamente registrados. En estos episodios, difíciles de anticiparse con rigurosa antelación, se pueden producir fenómenos extremos de gran adversidad, muy restringidos geográficamente. El impacto vendrá determinado por la localización exacta, y por sus consecuencias para la sociedad. Por ello, la capacidad de reacción y prevención ante dichos fenómenos depende, en gran medida, tanto de los sistemas de observación atmosférica, que son la base de la vigilancia, como del uso que se haga de los mismos.

Una vigilancia operativa intensiva, y continuada en el tiempo, es esencial para detectar situaciones potencialmente adversas en el muy corto plazo y para evaluar su posible severidad.

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