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Meteorologica

versión On-line ISSN 1850-468X

Meteorologica vol.36 no.1 Ciudad Autónoma de Buenos Aires jun. 2011

 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Análisis del entorno sinóptico asociado con eventos de Bow-Echo en la Provincia de Buenos Aires

 

Marcela Torres Brizuela1, Ricardo Vidal1,2, Yanina García Skabar2,3  Matilde Nicolini1,4 y Luciano Vidal 5,1,2

1 Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos (FCEyN -UBA) 
2 Servicio Meteorológico Nacional
3 Cátedra de Climatología y Fenología Agrícolas (Facultad de Agronomía - UBA)
4 Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera  (UBA/CONICET)
5 CONICET

 dirección electrónica: brizuela@at.fcen.uba.ar

Manuscrito recibido el 22 de abril de 2010, en su versión final el 1 de noviembre de 2010

 


RESUMEN

Durante la madrugada del día 21 de Octubre de 2008  se desarrollaron tres líneas convectivas en la provincia de Buenos Aires, captadas por los radares meteorológicos de las localidades de Ezeiza y Pergamino. La estructura espacial y evolución temporal del campo de reflectividad de estos sistemas, configuración de línea en arco, responde al modo convectivo conocido con el nombre de “bow-echo”. La imagen doppler del radar de Ezeiza registró un fenómeno típico en la parte posterior de estas líneas en arco: los vientos intensos mayores a 20 m.s-1
El objetivo principal de este estudio es comprender las condiciones sinópticas que acompañaron la ocurrencia de estos sistemas para poder contribuir al pronóstico de su ocurrencia. En este evento las condiciones de humedad especifica en la zona del norte de la provincia de Buenos Aires (q≥ 12-14 g.kg-1), así como la de cortante vertical del viento por debajo del nivel de 700 hPa (Us>15 m.s-1) coinciden en indicar al entorno como favorable al desarrollo del mismo, aunque no así los valores disponibles de CAPE evaluados para parcelas que se elevan desde superficie. 

Palabras clave:  Evento bow-echo; Radar meteorológico; Condiciones sinópticas del entorno.

Synoptic Environment Analysis Associated With Bow - Echo Events In The Province Of Buenos Aires

ABSTRACT

During the morning hours on October 21 2008, three convective lines developed over the Buenos Aires province, and were captured by the meteorological radars located at Ezeiza and Pergamino. The spatial structure and temporal evolution of the reflectivity field of these convective systems present the attributes of  the particular convective system referred to as a “bow-echo”. Ezeiza doppler radar images, captured winds stronger than 20 m.s-1 behind these arc lines, a phenomenon that frequently characterizes the presence of a bow-echo.
The main objective of this study is to understand the synoptic weather conditions accompanying the occurrence of these bow echo events to enhance the weather forecasting of these systems. On this particular case the specific humidity field over the northern part of the Buenos Aires province (q≥ 12-14 g.kg-1) and also the environmental vertical wind shear values below 700 hPa meet the required conditions to develop a bow-echo event, although the available surface level CAPE values do not promote this event.

Keywords:  Bow-echo event; Weather radar; Environmental synoptic conditions.


 

1.   INTRODUCCIÓN

1.1.   Antecedentes en el estudio de Bow-Echo

Dentro de los estudios observacionales realizados a fines de la década del 80, se destacan los orientados a describir y explicar una estructura del campo de reflectividad de radar caracterizada por su forma particular de arco, por lo que se la conoce como“bow-echo”. Anteriormente, esta conformación había sido identificada por Fujita (1979) no sólo por su peculiar estructura sino también por su larga duración (mayor a 3-4 horas) y su dimensión de 60 a 150 km. Przybylinski (1995), Weisman y Trapp (2003), entre otros investigadores, coinciden en que estas estructuras convectivas en forma de arco o“bow-echo” se desarrollan preferentemente en presencia de una cortante vertical del viento intensa en magnitud (Us>15 m.s-1) en los primeros 2,5 km de altura, en  asociación con alta humedad específica en niveles cercanos a superficie (q ≈ 12-14 g.kg-1) y valores de CAPE moderados a intensos (CAPE>2200 J.kg-1). Aunque también hay que destacar que Przybylinski en 1995 documenta casos con valores de CAPE levemente moderados (1200-1500 J.kg-1) así como posteriormente Chen y otros (2007) obtienen el mismo resultado. Estas estructuras convectivas del tipo bow-echo están caracterizadas por un flujo posterior intenso (RIJ, de aquí en más por sus siglas en inglés “Rear Inflow Jet”) en la parte posterior del sistema (esquematizado en la Figura 1). El RIJ se encuentra limitado por un par de vórtices inmersos en la zona de precipitación e interacciona con la ascendente principal, posibilitando la persistencia temporal de los eventos bow-echo. 


Figura 1: Diagrama esquemático (adaptado al Hemisferio Sur del original de Fujita, 1979) que muestra la evolución de un bow-echo. Las flechas indican el flujo relativo a la tormenta y el sombreado gris, los núcleos más intensos de reflectividad de radar.

Esta organización convectiva de escala menor a la de un Sistema Convectivo de Mesoescala (SCM) se evidencia, en su manifestación más severa, en los llamados “derechos” que producen múltiples ráfagas de vientos muy intensos (Johns y Hirt 1987). Burgess y Snull (1990), Schmidt y Cotton (1989) presentan trabajos observacionales de estos “derechos”. Weisman en 1993 simula numéricamente y de manera simplificada, la evolución temporal de un bow-echo, desarrollado en un entorno típico. Esta evolución permite comprender mejor la interacción entre la dinámica de los vórtices horizontales (en inglés “bookend vortices”) generados dentro de la piscina de aire frío (en inglés “cold pool”) -que se desarrolla por detrás de la línea convectiva-, la RIJ y la vorticidad de eje horizontal asociada a la cortante vertical del entorno. Esta investigación también logra una mejor interpretación física del modelo conceptual de Fujita (1979; Figura 1). Este último trabajo ha sido pionero en sintetizar la evolución de un bow-echo y en las 2 décadas subsiguientes, dio lugar a numerosos estudios observacionales y de modelado numérico, muy bien sintetizados cronológicamente en la investigación realizada por Weisman (2001).

Dada la evidencia de los estudios anteriormente mencionados, existe una probabilidad importante de que este tipo de organización convectiva conduzca a fenómenos de tiempo severo (vientos intensos cerca de superficie, granizo, precipitaciones intensas y en algunos casos tornados) con sus consecuentes daños infligidos en personas y/o propiedades. Esto determinó que en la región del Medio-Oeste de los Estados Unidos, durante la primavera-verano del 2003 se llevara a cabo un experimento de campaña multi-observacional (aviones, radares, sondeos, sondas lanzadas desde aviones y una extensa red de mesoescala) denominada “The Bow-Echo and Meso-convective Vortex Experiment” (BAMEX) para observar y documentar este tipo de fenómenos (Davis y otros, 2004). Dicho experimento dio como resultado numerosos estudios observacionales, entre ellos Atkins y otros (2005), Wheatley y otros (2006) y Wakimoto y otros (2006), como así también experimentos de modelado numérico entre los cuales se encuentran Atkins (2006) y Parker (2007a, 2007b). Estos trabajos permitieron conocer las condiciones del entorno que favorecen el desarrollo de estos fenómenos, como así también una mejor comprensión de las características dinámicas en la evolución de este tipo de eventos.

En lo que respecta específicamente al estudio observacional de líneas convectivas o más comúnmente denominadas líneas de inestabilidad (LI) en la Argentina, resulta pionero el trabajo elaborado por Lichtenstein y Altinger (1970) en el que estudiaron parámetros e índices meteorológicos asociados con LI extensas ocurridas dentro de un área comprendida entre los meridianos 65°O y 55°O y las latitudes de 40°S y 30°S para la estación cálida del decenio 1958-1967. En esta línea de investigación se destaca el estudio realizado por Gordillo (1996) donde además introduce algunas imágenes del radar analógico  M-33 de Ezeiza, ya en desuso, aunque en dichas imágenes se observa claramente una LI en forma arco (posible bow-echo). Debido a que la instalación de los primeros 2 radares meteorológicos de nueva generación (radares Doppler de Ezeiza y Pergamino), data de comienzos del año 2000 y 2006 respectivamente, aún no existen estudios de tipo climatológicos de LI elaborados con los datos de los radares anteriormente mencionados dentro de su zona de influencia.

De lo expuesto anteriormente, surge claramente la necesidad de avanzar más en el conocimiento de los mecanismos dinámicos, termodinámicos y condiciones asociadas a la formación de LI del tipo bow-echo, con el fin de contribuir a proveer elementos útiles que puedan ser utilizados en el pronóstico o alerta de los mismos. 

 1.2.   Evento 21 de Octubre de 2008

Durante la madrugada del día 21 de Octubre de 2008 se desarrollaron en la provincia de Buenos Aires tres líneas convectivas cuya estructura espacial y evolución temporal, responde a la clasificación de bow-echo. Las estructuras de reflectividad pudieron ser identificadas mediante los radares meteorológicos de Ezeiza y Pergamino que evidenciaron tres “bow-echoes” diferentes con tiempos de duración de aproximadamente 4, 6 y 3 horas respectivamente y que denominaremos B1, B2 y B3 de acuerdo al orden de visualización. De las imágenes Doppler del radar de Ezeiza se pudieron captar vientos intensos mayores a 20 m.s-1  por detrás de los bow-echoes. El principal objetivo de este estudio es comprender las condiciones sinópticas y de mesoescala que acompañaron la ocurrencia de estos fenómenos así como reconocer si los mismos ocurren en un entorno similar a los encontrados por los investigadores ya mencionados en la sección 1 y así poder contribuir al pronóstico de estos eventos

2.   DATOS Y METODOLOGÍA

El entorno sinóptico y de mesoescala se analizó a través de los datos observacionales suministrados por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN), radares meteorológicos doppler ubicados en las localidades de Ezeiza y Pergamino, estaciones meteorológicas automáticas de la red Guía Estratégica para el Agro (GEA), de la red de la Bolsa de Comercio de Rosario, del Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires (GCBA), de la Policía de la Provincia de La Pampa y particulares; análisis operativos del Nacional Center for Environmental Prediction (NCEP) e imágenes satelitales GOES 12.

En cuanto a las imágenes Doppler de velocidad radial sólo se contó con las imágenes del radar de Ezeiza. Además, resulta menester aclarar que la metodología de trabajo de dicho radar sólo contempla el escaneo para un solo ángulo de elevación de antena (θ= 0,5°), lo que resulta en una seria limitación para poder obtener cortes verticales de velocidad doppler para un determinado azimut.  Para obtener la configuración del entorno sinóptico y de mesoescala también se utilizaron los análisis del modelo BRAMS, en su versión 3.2, que está implementado en tiempo real en el Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos de la UBA (BRAMS-UBA). Los productos generados por el modelo y las características principales de su configuración se describen en la página web www.brams.at.fcen.uba.ar. Los análisis utilizados cuentan con dos dominios con anidado interactivo cuya resolución espacial es de 80 y 20Km y se generan dos veces al día a las 00 y 12 UTC. El dominio de menor resolución abarca la zona continental y los océanos adyacentes entre 5°N y 45°S, mientras que el de mayor resolución abarca el centro y norte de Argentina y Chile, sur de Brasil y Bolivia y Uruguay y Paraguay. El modelo BRAMS-UBA utiliza como condición inicial los análisis operativos Global Data Assimilation System (GDAS) del National Centers for Environmental Prediction (NCEP), con una resolución horizontal de 1º y vertical de 26 niveles. Mediante el modelo se realiza una reducción de escala incorporando datos de humedad de suelo diarios, de temperatura de la superficie del mar, de topografía y de uso de suelo de 1 km de resolución, y de tipo de suelo de 5km de resolución. 

3.   ANÁLISIS DEL ENTORNO SINÓPTICO

El análisis de espesores y presión de superficie a las 12Z del día previo a la tormenta (Fig. 2a) muestra un frente frío avanzando sobre el Océano Atlántico, cuyo eje se extiende abarcando el sur de la provincia de Buenos Aires hacia una zona de baja presión en la región de Cuyo. Los espesores y el flujo cerca de superficie indican una intensa advección cálida prefrontal generada a partir de un flujo intenso oriundo del anticiclón del Océano Atlántico. Los campos de 500hPa (Fig. 2b) muestran un eje de cuña retirándose hacia el Océano Atlántico, e insinúan un eje de vaguada de onda media a larga sobre el Pacifico. La zona central del país, se encuentra en la parte delantera de vaguada y dentro de ésta, se observa inmersa una onda corta sobre la zona cordillerana del norte del país. Se observa también vorticidad ciclónica asociada a la zona frontal de niveles bajos, al Sur de Buenos Aires. 


Figura 2: Análisis BRAMS-UBA, dominio con 20 km de resolución. Campos correspondientes al 20/10/2008 12Z. a) Presión al nivel del mar (hPa, contornos), espesores 1000/500 hPa (dmgp, sombreado), viento en 1000 hPa (nudos, barbas). b) Geopotencial (dmgp, contornos) y vorticidad (10-5 s-1, sombreado) en 500hPa. c) Relación de Mezcla (g/kg, sombreado), cortante entre 700 y 1000 hPa (m/s, contornos a partir de 12 m/s y a intervalos de 3 m/s) y viento (nudos, barbas) en 925 hPa. d) Isotacas (nudos, sombreado), líneas de corriente, divergencia (10-6 s-1, contornos: línea llena divergencia y línea punteada convergencia, se indican solo los valores de 1 y 5* 10-6 s-1) en 200 hPa.

Tanto el nivel de 925hPa (Fig. 2c) como así también el de 850 hPa (no mostrado) evidencian un intenso flujo del sector Norte desde los 10°S hasta los 35°S, con velocidades de entre 20 y 35Kt, que confluye hacia una zona de baja presión relativa a sotavento de la Cordillera de los Andes, donde tiene lugar una notable convergencia de humedad (no se muestra), extendiéndose hacia el sur de Córdoba y el noroeste de Buenos Aires.

El nivel de 200hPa exhibe una intensa corriente en chorro con un máximo de 100Kt (Fig. 2d), asociada a la zona baroclínica que se extiende desde la zona de Cuyo hacia el Sur de Buenos Aires, con patrón difluente y áreas de divergencia leves en la región central del país y sobre el frente frío en el Océano Atlántico.

Doce horas más tarde se observa un aumento de espesores al Norte de 35°S persistiendo la advección cálida, así como también se aprecia curvatura ciclónica en las isohipsas evidenciando una zona frontal estacionaria sobre el norte de Buenos Aires. Un frente frío avanza sobre la región patagónica con orientación meridional, con importante advección de aire frío posterior y espesores inferiores a 5400mgp (ingresando al dominio en esta hora, Fig. 3a). El campo de 500hPa (Fig. 3b) muestra un eje de vorticidad ciclónica sobre la zona central del país posiblemente asociado con la zona frontal estacionaria. También se insinúa una vaguada más pronunciada e intensa, con eje de mínimas presiones sobre la costa de Chile, proyectando su parte delantera sobre la zona central del país. Esta vaguada está vinculada con el frente frío que avanza por el norte de la Patagonia. Tanto el nivel de 925hPa (Fig. 3c) como así también el de 850hPa, muestran en esta hora una persistencia del flujo intenso del sector Norte de hasta 35Kt, con convergencia intensa en el centro y oeste de Buenos Aires que se corresponde con el máximo de generación de actividad convectiva que se visualiza tanto en las imágenes de radar como así también en las imágenes satelitales en horas cercanas (Figura 8, 11 a, b y c). También en el nivel de 925hPa, la figura 3c evidencia una zona elongada centrada en (35°S, 61°O), donde tanto los valores de humedad específica, como los valores de cortante vertical Us (en el espesor 1000-700 hPa) se ubican dentro del rango de valores favorables para el desarrollo de eventos bow-echo. En lo que respecta a los valores de CAPE evaluados desde superficie (no se muestran), los mismos son cercanos a cero, muy posiblemente por el horario nocturno y porque pueden existir parcelas que asciendan desde distintos niveles.


Figura 3: Ídem figura 2 correspondiente al 21/10/2008 00Z.

En el nivel de 200hPa (Fig. 3d) persiste la corriente en chorro con máximo de 100kt, con divergencia sobre la zona centro-oeste de Buenos Aires, extendiéndose hacia el Océano Atlántico. 

Los análisis de superficie y espesores de las 12Z del 21/10/08 (Fig. 4a) evidencian un desvanecimiento de la configuración de frente estacionario. Se observa que la zona baroclínica asociada avanza sobre Uruguay. Un frente frío que anteriormente se encontraba sobre el norte de la Patagonia ha avanzado sobre la provincia de Buenos Aires. El campo de 500hPa (Fig. 4b) en la región al norte de 35°S, evidencia la parte delantera de vaguada dentro de la cual se aprecian, inmersas, ondas cortas, posiblemente generadas por el flujo intenso en niveles medios y altos de la troposfera interactuando con la topografía de la Cordillera de los Andes. También se observan perturbaciones de onda corta en respuesta a la convección generadadurante la madrugada, asociada con la formación de varios bow-echoes.


Figura 4: Ídem figura 2 correspondiente al 21/10/2008 12Z.

En el nivel de 925hPa (Fig. 4c) así como en 850hPa, continúa el intenso flujo del norte, que se desacelera y converge hacia el norte de Buenos Aires, incrementando la convergencia de humedad en capas bajas de la troposfera. En esta misma figura se observa que la zona que satisface las condiciones de entornos preferenciales para eventos bow-echo, se encuentra desplazada sobre el Río de la Plata y el Uruguay, coincidente con el desplazamiento del sistema convectivo. También se insinúa en la circulación la formación de una zona de baja presión formándose al este de Buenos Aires (ver Fig. 4a). Sobre el centro y sur de esta provincia el flujo ya es del sector Sudoeste. El campo de isotacas en 200hPa presenta dos zonas de máximos relacionados, uno con la zona baroclínica desplazada hacia Uruguay, y el otro, el más intenso ubicado al sur, con el frente frío ya claramente definido sobre la provincia de Buenos Aires (Fig. 4d). En lo que se refiere a los perfiles termodinámicos representativos del entorno del

bow-echo (fenómeno de mesoescala), es de destacar que el radiosondeo de Ezeiza del 21/10/2008 a las 12 UTC, es posterior al pasaje del sistema B1, por lo cual el mismo sólo resulta representativo de un entorno modificado por la convección, evidenciando un ajuste de las variables termodinámicas a la saturación. Por este motivo y dado que no se realizan radiosondeos nocturnos no se incluyen los perfiles termodinámicos de las 00 y 12 UTC del día 21/10/2008. El perfil cinemático en los alrededores de Ezeiza previo al pasaje del primer sistema convectivo se describe en la sección 4. 

Se ha obtenido, a partir de todas las fuentes mencionadas en el punto 2, el campo de precipitación acumulada para la zona en cuestión del día pluviométrico 21 (ver Figura 5). Este campo muestra valores importantes en el noroeste de la Provincia de Buenos Aires, con máximos puntuales mayores a 55mm para las localidades de Junín y Gral. Villegas respectivamente. También el extremo noroeste de la provincia de La Pampa presenta acumulados de precipitación significativos llegando a superar en algún puesto de medición valores mayores a 60mm. En el área metropolitana de Buenos Aires los valores acumulados fueron bastante dispares: Palomar totalizó 55mm, Ezeiza 33mm mientras que el Observatorio Central Buenos Aires y Aeroparque acumularon 13mm.


Figura 5: Acumulados de 24hs para la precipitación para el día 21/10/2008. Intervalos de isolíneas c/10mm. Los límites del mapa trazado son: 38°S- 33°S y 67°O-57°O.

La estación Ezeiza y la estación meteorológica automática de la red del GCBA ubicada en la ciudad de Buenos Aires en el barrio de Boedo detectaron ráfagas de viento entre 14 y 25 m.s-1 que serán analizadas en la sección siguiente en relación con la información de radar. Asimismo, de acuerdo con información periodística (TN, www.tnylagente.com.ar), en diversas localidades del Noroeste y Oeste del Gran Buenos Aires (San Martin, Villa Ballester, Haedo y Morón) se reportó la caída de granizo de tamaño pequeño y mediano, en horas de la mañana, asociado con el pasaje de estos sistemas. 

4. ANÁLISIS DE LAS IMÁGENES DE RADAR METEOROLÓGICO

Se analizaron los datos de reflectividad de los radares ubicados en las localidades de Ezeiza y Pergamino y de velocidad radial del radar de Ezeiza, teniendo en cuenta las limitaciones relativas al barrido de antena mencionadas en la sección 2. Esta metodología ha imposibilitado la realización de cortes verticales de velocidades doppler para los diferentes bow-echoes analizados. Si bien se dispuso de las secuencias temporales de reflectividad para diferentes ángulos de elevación, las mismas se muestran en 0,5° y 0,3° de elevación para los radares de Pergamino y Ezeiza respectivamente, ya que estos resultaron los mejores ángulos para el seguimiento de los sistemas. En los antecedentes mencionados en la introducción los diferentes autores utilizan un amplio rango de elevaciones para seguir a los sistemas (0,2° a 1,5°). En el análisis que sigue se hará referencia a las etapas de los eventos bow-echo de acuerdo al esquema conceptual de evolución elaborado por Fujita (1979) y adaptado al Hemisferio Sur en la Figura 1

El radar ubicado en la localidad de Pergamino (en adelante, Pergamino) muestra desde las 2:00 UTC del 21/10/08 convección pulsante no organizada, y a las 3:50 UTC se observa el ingreso de una línea convectiva que posteriormente alcanzará la forma de arco (bow-echo) de una longitud de aproximadamente 40km, denotada B1 en la Figura 6a. Una imagen posterior (Fig. 6b a las 6:50 UTC) muestra además la evolución del sistema B1 a una etapa de bow-echo, el avance de otros dos sistemas, uno con su apéndice sur en la localidad de Roberts (38,15°S; 61,2°O) y con su eje aproximadamente hacia el sur de Rufino (34,27°S; 62,7°O) al que se denomina B2, que se encuentra en una etapa de transición entre tall-echo (eco elevado) y bow-echo y un tercer sistema que recién hace su aparición en el radar, denotado B3 que cumple con la etapa de tall-echo. Veinte minutos después, a las 7:10 UTC, el radar de Ezeiza (en adelante Ezeiza) muestra a B1 (Fig. 7a) continuando en la etapa de bow-echo. 


Figura 6: Secuencia temporal de reflectividad (presentación PPI) en niveles bajos del radar de Pergamino. (a) 3:50 UTC, (b) 6:50 UTC, (c) 9:30 UTC y (d) 11:00 UTC.


Figura 7: Secuencia temporal de reflectividad (presentación PPI) en niveles bajos del radar de Ezeiza. (a) 7:10 UTC, (b) 9:30 UTC, (c) 10:00 UTC y (d) 11:40 UTC.

A las 9:30 UTC Pergamino (Fig. 6c) muestra el avance hacia el este de los sistemas B1, B2 y B3, que se encuentran los dos primeros en etapa coma y el tercero en etapa tall-echo. Esta figura muestra al sistema B3 notablemente más intenso que en la imagen anterior (Fig. 6b) con una extensión de más de 100km, y muy cercano a la localidad de Junín (34,6°S; 60,95°O). El sistema B1 que ya es más maduro en intensidad y extensión se encuentra próximo a la localidad de Ezeiza, donde las imágenes de dicho radar en los diez minutos posteriores (Fig. 7b) exhiben más claramente su extensión (más de 100km) y su incipiente estado de etapa coma. La imagen posterior de Pergamino (Fig. 6d) muestra nuevamente el rápido avance hacia el este de estos sistemas, al sistema B2 ya fuera del alcance del mismo y a B3 en etapa de coma, así como la aparición de otro sistema más extenso, pero aparentemente más lento que se denota S4, ya que el mismo parecería no perdurar y por lo tanto no cumplir con las condiciones de bow-echo. 

Congruentemente con las imágenes de Pergamino, el radar de Ezeiza muestra el veloz avance de estos sistemas en forma de arco (Figs. 7a, 7b, 7c y 7d) y además permite identificar claramente el pasaje de B1 sobre el mismo (Fig. 7d) así como la transición a la etapa coma de B2. A las 10:00 UTC (Fig. 7c) los sistemas B2 y B3 resultan todavía intensos. Resulta importante destacar que el sistema que denominamos S4, no se visualiza con más detalle, debido a la atenuación producida por el sistema B3 (Fig. 7d) y posteriormente no se lo puede distinguir, con lo cual se lo deja fuera de la clasificación bow-echo. 

La composición multitemporal de imágenes de radar (Fig. 8a y 8b), permite inferir la duración de cada bow-echo. Los sistemas se propagaron manteniendo su identidad entre 5 y 7 horas, lo que pone en evidencia el grado de organización alcanzado por estas formaciones convectivas. Es de remarcar la elevada velocidad de desplazamiento de las tres líneas convectivas (B1, B2 y B3) que puede ser deducida teniendo en cuenta la secuencia temporal para ambos radares de la reflectividad (Fig. 8a y 8b). De ambas figuras resulta que las mismas se desplazaron una velocidad media de entre 75 y 90 km.h-1. En el análisis de las velocidades radiales doppler, resulta necesario aclarar que el rango de velocidades inambiguo (denominado Nyquist) medido por los radares de Ezeiza y Pergamino resulta entre -15 y 15 m.s-1, por lo que cuando la velocidad excede dichos umbrales se produce el fenómeno de “aliasing” o repliegue de las velocidades. En la imagen Doppler de las 9:30 UTC (Fig. 9) se observa un intenso influjo por detrás de la línea B1, con magnitudes del viento mayores a 30 m.s-1 que se identifica con la componente radial del  RIJ, en donde resulta evidente el fenómeno de “aliasing” mencionado anteriormente. Estas  velocidades radiales y las velocidades de desplazamiento estimadas resultan similares a las encontradas por Businger y otros (1998) en un bow-echo ocurrido en Hawai en donde se midieron velocidades radiales de 24-26 m.s-1. Esta similitud de valores también se encuentra en los resultados de Atkins y otros (2005) en un evento ocurrido durante el experimento BAMEX. Este flujo estuvo asociado con la ocurrencia de intensas ráfagas de viento en superficie. La estación Ezeiza del SMN a las 9:20 UTC reportó ráfagas de 49Kt (25 m.s-1) del sector SSO. En cuanto a la estación Boedo del GCBA registró ráfagas del sector Oeste de 34Kt (17 m.s-1) a las 9:30 UTC (asociada con el pasaje del sistema B1, ver Fig. 6c, 7b y 8b), y de 28Kt (14 m.s-1) a las 11:30hs (asociada a B2, ver Fig. 7d y 8b). 


Figura 8: Composición de imágenes de reflectividad de los radares de Pergamino (a) y Ezeiza (b) en donde se observa la evolución temporal de los sistema B1, B2 y B3.


Figura 9: Campo de velocidad radial obtenido por el radar de Ezeiza a las 9:09 UTC del 21/10/08.

La figura 10 muestra la hodógrafa del viento en el entorno de Ezeiza, desde superficie hasta 5Km, obtenida mediante el perfil vertical del viento estimado por el radar a las 9:00 UTC, es decir aproximadamente 30 minutos antes del pasaje del sistema B1. Este perfil fue obtenido mediante la metodología VAD (proveniente de las siglas en inglés Vertical Azimuth Display), la cual arrojó un error cuadrático medio para la velocidad menor al 5% por debajo de los 5km. Se puede observar que previo al pasaje del sistema, el perfil presentaba características de low-level jet del sector SE, con un máximo de 40Kt (20 m.s-1) a 500m de altura sobre el terreno. Este flujo intenso del SE en superficie se asocia con un perfil de viento que cruza en capas bajas la pendiente del frente estacionario ubicado al norte de Ezeiza. La hodógrafa muestra un giro antihorario del viento con la altura desde el SE en superficie hasta el NO por encima de los 2 km, coherente con la zona delantera de la vaguada presente en niveles medios de la troposfera y la advección caliente en niveles bajos. A su vez la cortante vertical del viento presenta un giro antihorario con la altura y es más intensa en los primeros 1,5 km. La orientación claramente meridional de las líneas podría corresponder, de acuerdo a la teoría de Rotunno y otros (1988), a la perpendicular a la dirección media de la cortante vertical del viento del oeste por encima de 1,5 km de altura, ya inmersa en el aire cálido por delante de los bow echoes.         


Figura 10: Hodógrafa del viento hasta 5km obtenida a partir del perfil cinemático estimado con el radar de Ezeiza (9:00 UTC). Los puntos corresponden a valores cada 0,5 km.

5. ANÁLISIS DE LAS IMÁGENES DE SATÉLITE

Congruentemente con el análisis sinóptico y de mesoescala realizados en las secciones 3 y 4, las imágenes satelitales GOES 12 infrarrojas que se exhiben en las figuras 11a, b, c, d, e y f indican el avance del frente frío en la región centro-sur del país, junto con la formación de un intenso sistema convectivo asociado a la zona frontal en el que se desarrollaron los bow-echoes. 


Figura 11: Imágenes satelitales IR GOES-12. a) Día 20/10/2008 a las 2345UTC; b, c, d, e, f) Día 21/10/2008 a las 01:39, 02:45, 08:09, 09:39 y 14:09 UTC respectivamente. La flecha en (e) señala las áreas con temperatura de tope más baja, correspondientes a los sistemas B2 y B3. Código de colores de los umbrales de temperatura en C:

El sistema convectivo cobró vigor durante la madrugada sobre la pendiente del sistema frontal estacionario que se ubicaba en la región, favorecido por la fuerte cortante vertical del viento y posiblemente por la inestabilidad termodinámica de esos niveles que no es reflejada por el CAPE tradicional que evalúa la inestabilidad de las parcelas superficiales. Este sistema convectivo, ya evidente en los topes fríos de la imagen de las 23:45 UTC (Fig. 11a), se extiende en las 2 horas posteriores (Fig. 11b y c).

La imagen infrarroja de las 8:09 UTC (Fig. 11d) si bien no muestra una notoria extensión areal del sistema, indica una extensión hacia el O del mismo así como 2 pequeñas áreas con topes muy fríos sobre el centro-norte de la provincia de Buenos Aires. Estas 2 áreas de mínimas temperaturas de brillo que se acentúan y extienden a las 9:39 UTC (Fig. 11e) resultan coherentes con las imágenes de ambos radares de la misma hora donde los sistemas, B2 y B3 se encuentran en su etapa de bow-echo y tall-echo respectivamente. La imagen satelital posterior muestra el debilitamiento de este sistema, así como su desplazamiento sobre la costa del Río de la Plata.

6.   CONCLUSIONES

Durante la madrugada del 21/10/2008 en la zona norte de la provincia de Buenos Aires la situación sinóptica estaba caracterizada por la presencia de una zona frontal estacionaria y el avance de un frente frío desde el Sur. En cuanto a las condiciones favorables para el desarrollo de bow-echoes, las mismas se verifican en lo que respecta a valores de humedad específica y cortante del viento observados en una hora cercana al inicio de la actividad convectiva., Sin embargo, no se pudo verificar la existencia de valores moderados de CAPE, debido al hecho de que los análisis corresponden a horas nocturnas y el CAPE calculado se obtiene elevando parcelas desde superficie. En niveles bajos, una sostenida corriente de viento del sector Norte producía intensa convergencia de humedad en capas bajas. Simultáneamente, en altura una intensa corriente en chorro asociada con dos máximos de viento (V>100Kts) se proyectaba sobre la región, con flujo difluente y divergencia, favoreciendo los movimientos ascendentes sobre la región. Todos estos factores condujeron a la formación de 3 bow-echoes, de muy rápido desplazamiento (velocidad media estimada entre 75 y 90 km.h-1) con una duración promedio estimada de entre 5 y 7 horas. Estos sistemas dieron como resultado importantes acumulados de precipitación, ráfagas de viento que alcanzaron los 49Kts en Ezeiza y caída de granizo en algunas localidades del Conurbano Bonaerense.  El entorno sinóptico descrito es similar al encontrado para los bow-echoes ocurridos en la temporada cálida del Hemisferio Norte. Un ejemplo de ello, es el encontrado por Atkins y otros 2005 en la tormenta de St. Louis, así como también el que describe Johns y Hirt (1987) para los casos de “derecho”. Los estudios previos de Lichtestein y Altinger, 1970, señalan a esta zona de la provincia de Buenos Aires como una zona con alta incidencia de ocurrencia de LI, potencialmente clasificables como eventos bow-echo. 

A los fines de caracterizar la estructura vertical termodinámica y cinemática del aire en el cual se forman los mesosistemas al oeste de Buenos Aires y que ingresan a esta provincia, resulta necesario que las localidades de Santa Rosa  y Ezeiza realicen los sondeos nocturnos. Estos datos podrían ser asimilados en un futuro a los modelos de pronóstico. La operación reciente de un radar meteorológico en la Estación Experimental Agropecuaria del INTA en la localidad de Anguil (cercana a Santa Rosa, La Pampa), juntamente con el radar instalado en Ezeiza, posibilitarán en el futuro la detección temprana y el avance en el estudio de estos sistemas convectivos.

Asimismo y como recomendación dirigida a posibilitar la identificación de estos sistemas, se considera especialmente necesario efectuar un cambio en la actual estrategia de barrido establecida para los radares Ezeiza y Pergamino. Actualmente, el escaneo del radar en modo doppler, se realiza haciendo un barrido completo para un solo ángulo de elevación de la antena de radar (0,5°). Este volumen de datos resulta insuficiente para poder obtener un campo de velocidades radiales completo que permita realizar cortes verticales de estos sistemas. El análisis de los cortes verticales permitiría a su vez caracterizar con mayor detalle su estructura cinemática vertical e identificar patrones significativos tal como la convergencia en niveles medios de la velocidad radial (MARC, por sus siglas en ingles Mid Altitud Radial Convergence). Este parámetro ha sido utilizado por Schmoker y, otros, 1996, para el pronóstico a muy corto plazo de estos sistemas.

Agradecimientos:  Al Servicio Meteorológico Nacional, al Centro de Análisis de Riesgos Mitigación y Reconstrucción de la Dirección General de Defensa Civil del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires, a la Red GEA dependiente de la Bolsa de Comercio de Rosario y a la Policía de la Provincia de La Pampa por la provisión de los datos meteorológicos. A los alumnos Paula Staszkiw y Sergio Jalfin por su contribución en la recopilación de la información meteorológica. Los siguientes proyectos contribuyeron a la realización de este trabajo: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica ANPCyT PICT-2007-00355, Universidad de Buenos Aires UBACYT X159 y PIDDEF 47. Los autores Y. García Skabar y L. Vidal son financiados mediante becas de CONICET.

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