20
años ( 2005-2025) de Frentes de brisa inestables en las bandas del sur de
Tenerife ( Islas Canarias). Un fenómeno mesoescalar a vigilar ante el aumento de número de DANAS en el SW de
Europa ,en un contexto de cambio climático.
20 years (2005-2025) of
unstable breeze fronts in the southern reaches of Tenerife (Canary Islands). A
mesoscale phenomenon to monitor given the increasing number of cut of lows in
southwestern Europe, in a context of climate change.
David Campos Hernández ( Geógrafo
e Historiador)
Correo electrónico :davidcampos24@hotmail.es
Actualización de trabajo publicado en Estudios Geográficos : Convección por
brisa en Tenerife
https://orcid.org/0000-0001-7373-831
Resumen
El archipiélago canario
es un territorio insular en el que los frentes de brisa marina dan origen a
tormentas de masa de aire y orográficas.
En las últimas décadas, el aumento de DANAS en el SW de Europa ha venido unido
a un aumento de episodios convectivos por brisa, incluso ha habido un repunte
en la última ( si lo comparamos con la anterior, Campos 2017)) Al tratarse de fenómenos meteorológicos
mesoescalares , a pequeña escala , muchas veces pasan desapercibidos
,especialmente, si ocurren en zonas en las que los organismos oficiales como la
AEMET, no disponen de estaciones e instrumentos meteorológicos o con una baja
densidad de población ( como ocurre en las medianías de algunos municipios del
sureste de la isla de Tenerife),sólo la observación, los mapas del tiempo ,las
imágenes de satélite y el radar Doppler, permiten su estudio. Sin embargo, es
importante resaltar el gran efecto pluviométrico que tienen. Para conocer la
precipitación acumulada hemos acudido a las estaciones meteorológicas del
Cabildo Insular de Tenerife. Más aún en las
islas de mayor relieve, ya que éste favorece el ascenso orográfico forzado y las
bajas mesoescalares a sotavento del flujo sinóptico, que garantizan junto a la
convergencia de la brisa marina el disparo convectivo y la formación de
tormentas intensas. Este artículo pretende demostrar cómo la topografía y
geomorfología del sur de Tenerife ,el
calentamiento diurno, los frentes de brisa , el flujo sinóptico en superficie y
las bajas mesoescalares a sotavento, influyen a la hora de desencadenar
tormentas convectivas. Analizaremos aquellos episodios convectivos que se han
generado entre los años 2005 -2025 en el interior sur de las isla de Tenerife y
estableceremos una tipología y clasificación sinóptica y mesoescalar, en
función del flujo sinóptico superficial.
Palabras
clave. Frente de brisa, convección, Tenerife, Canarias
The Canary Islands are an island territory where sea breeze fronts give rise to air mass and orographic storms.In recent decades, the increase in DANAS OR CUT OF LOW in SW Europe has been linked to an increase in convective episodes by breeze, there has even been an upswing in the latter (compared to the previous one, Campos 2017) Because these are mesoscale meteorological phenomena, they often go unnoticed, especially if they occur in areas where official agencies such as the AEMET (Meteorological Agency of the Canary Islands) do not have meteorological stations and instruments, or where population density is low (as occurs in the midlands of some municipalities in the southeast of the island). Only observation, weather maps, satellite images, and Doppler radar allow for their study. However, it is important to highlight their significant rainfall impact. This is even more so on the islands with higher relief, as this favors the forced orographic ascent and the mesoscale lows to leeward of the synoptic flow, which, together with the convergence of the sea breeze, guarantee convective triggering and the formation of intense storms. This article aims to demonstrate how the topography and geomorphology of southern Tenerife, diurnal heating, breeze fronts, surface synoptic flow, and leeward mesoscale lows influence the triggering of convective storms. We will analyze the convective episodes that occurred between 2005 and 2025 in the southern interior of Tenerife and establish a synoptic and mesoscale typology and classification based on surface synoptic flow. To determine the accumulated precipitation, we used the meteorological stations of the Tenerife Island Council.
Keywords: Breeze front,
convection, Tenerife, Canary Islands
1. Introducción
Las Islas Canarias, un archipiélago español frente a la costa noroeste de África, son islas volcánicas escarpadas conocidas por sus playas de arena blanca y negra. Tenerife es la isla más alta con 3718 m.s.n.m ( Véase figura 1), mientras que Lanzarote y Fuerteventura son las de menor relieve.
En las islas, cuando se
dan ciertas condiciones a escala sinóptica y mesoescalar, se producen fenómenos
convectivos a escala local, nos centraremos en distintos episodios ocurridos en
las medianías de Tenerife.
En la actualidad, los
trabajos realizados sobre frentes de brisa inestable en el archipiélago canario
son muy escasos. Se puede decir que este fenómeno no ha despertado la
curiosidad de la comunidad investigadora. El primer trabajo realizado sobre
convección por brisa en las islas Canarias fue publicado en la revista
científica española: Estudios Geográficos del CSIC ( Campos Hernández ,2017) . Existe
un segundo trabajo publicado (Cana, Luis
et al 2020) sobre la isla de Fuerteventura y una tesis sobre brisas , pero que no relaciona
las mismas con el desencadenamiento de las tormentas “ Breeze-forced
oscillations and strongly nonlinear tide-generated internal solitons”( Aguiar
González 2013) , pero También hay amplios
estudios sobre los frentes de brisa
inestables en el Mediterráneo (Olcina, Miró, 1998), (Azorín Molina, 2002) y ( Olcina y Azorín, 2004)
Por ello, el presente
trabajo tiene el objetivo de hacer balance y caracterización de los episodios más
sobresalientes ocurridos entre 2005 y 2025 , y realización de una clasificación
de episodios en función de dónde sopla el flujo sinóptico en superficie y la situación sinóptica y
mesoescalar que determina su ocurrencia, episodios en los que se constata una
clara tendencia a la severidad, cae más agua en menos tiempo y añadir nuevos
episodios ocurridos en esa isla, es decir ,el objetivo será el estudio de la
convección que se forma en las bandas del sur de Tenerife y que tiene una
repercusión pluviométrica en las mismas.
El Insuficiente número de
estaciones meteorológicas de Aemet
España en las bandas del sur de Tenerife, impide conocer los efecto
pluviométricos de la convección en medianías del sur y ha motivado que se haya acudido las estaciones meteorológicas
del Cabildo insular.
En una atmósfera más
cálida y con mayor energía para la convectividad, la peligrosidad de estos
eventos puede aumentar y aunque no tengan las dimensiones y repercusiones
catastróficas de la estructura multicelular del 31 de marzo de 2002, que dejó
más de 200 mm en 24 horas en Santa Cruz de Tenerife, el anclaje de los núcleos
convectivos en el relieve puede aumentar los umbrales de precipitación
acumulada registrados hasta la fecha, en estos fenómenos convectivos locales y
unicelulares.
2. Fuentes
y metodología
2.1
Campos del modelo GFS ,
WRF y HARMONIE, sondeos termodinámicos e imágenes de satélite ( teledetección)
e imágenes de radar.
Se han
analizado los campos del modelo GFS de las 12z, los mapas de altura
geopotencial , vorticidad y temperatura
en 500 hPa y 300 hPa y se ha incluido el campo de vorticidad potencial , que es
ideal para caracterizar el aislamiento de las DANAS , campo de advección de vorticidad
absoluta , así como los de superficie de
cada uno de los casos de estudio. También se ha utilizado el modelo mesoescalar
WRF y el campo de concentración de dióxido de nitrógeno del modelo y flujos de
viento nos ha ayudado a focalizar las zonas de convergencia en superficie .
Hemos analizado los sondeos termodinámicos de Güímar de las 12z para el estudio
de la inestabilidad atmosférica en cada situación, así como datos de
teledetección como las imágenes de alta resolución del satélite Aqua y Terra
Modis de la Nasa, que nos han servido para localizar las zonas donde se ha
disparado la convección. La observación directa
y pormenorizada previa al desencadenamiento de las tormentas también ha
jugado un papel importante.( Campos 2017)
Para conocer
las precipitaciones acumuladas se han utilizado los datos facilitados por las
estaciones meteorológicas que el Cabildo de Tenerife tiene situadas en
medianías del sur (véase figura 2), así como datos de pluviómetros particulares
bien situados .
1)
En Canarias “medianías” se utiliza para referirse a la zona
comprendida entre los 300 y 900 m de altitud aproximadamente y “zonas altas” a
partir de los 900 m aproximadamente.
RED DE ESTACIONES
METEOROLÓGICAS DEL CABILDO INSULAR DE TENERIFE
Figura 2: Aparece el
nombre de la estaciones nombradas en el artículo y el tipo de estación ( A, B y
C)
2.2 La
dinámica atmosférica durante el
estallido de frentes de brisa inestables y las bajas mesoescalares a sotavento.
En este artículo vamos a
estudiar distintas situaciones convectivas de mayor o menor profundidad en la
troposfera, convección más o menos profunda. En un contexto de cambio climático,
como comentábamos, se habla de una circulación del chorro polar a mayor
latitud, las ondas de Rossby u ondas planetarias, se estrangulan y forman las
Danas ( Depresiones Aisladas en Niveles Altos), que han aumentado en el
suroeste de Europa como consecuencia del escenario de calentamiento global (
David Schultz et all, 2020) ver figura 3.
Figura
3. Tomada de David Schultz et all, 2020.
Las DANAS y vaguadas en
niveles medios y altos inestabilizan la atmósfera termodinámicamente aumentando
los índices de inestabilidad como el Cape ( energía potencial convectiva)
lifted index, etc. Se considera probable la aparición de convección con un
TT>45, un CAPE>0 y un Li <0 (
Campos Hernández, 2017, Heredia González
,2001). La divergencia en altura creada por advección de vorticidad absoluta positiva
, normalmente a la salida izquierda de chorros o máximos de vientos difluentes
o entrada a la derecha y el forzamiento dinámico ejercen un efecto de succión
de propiedades físicas de la baja troposfera hacia la troposfera superior. El
espesor húmedo varía con la altura en función de las condiciones de forzamiento
dinámico. Es fundamental que en niveles bajos haya humedad elevada. Se
considera que para el desarrollo convectivo es necesario humedad ,
inestabilidad y mecanismo de disparo (Doswell et al.) De lo contrario la
convección puede ni tan siquiera aparecer. En Canarias ,el hecho de estar
situadas las islas al lado del desierto del Sáhara, determina que se puedan
llegar a secar las capas bajas de la atmósfera si el flujo de viento procede
del este o sureste en niveles bajos, con un sondeo termodinámico a modo de V
invertida, que en el mejor de los casos si hay humedad en niveles medios que
haya sido advectada ,dejaría alguna tormenta seca, en el peor de los casos, si
el perfil es seco en toda la columna, ni tan siquiera se forma nubosidad, aún
estando afectados por una baja fría aislada/vaguada o una DANA y bajo
condiciones de inestabilidad atmoférica. Este hecho reafirma lo expuesto por Doswell
, la necesidad de humedad , además de inestabilidad y disparo en la formación
de fenómenos convectivos.
Byers y Braham( 1949) ,
partiendo de un gran número de observaciones sobre tormentas , en Florida y
Ohio , encontraron que los temporales están constituidos por una o varias
unidades de circulación convectiva, cada una de las cuales consta de una zona
en la que existen fuertes corrientes ascendentes y otra con movimiento
descendente compensador, las células convectivas son muy parecidas a ,tanto en
su estructura como en comportamiento, en la mayor parte de los temporales y pueden , por lo tanto ,
considerarse como un tipo de fenómenos convectivo propio exclusivamente de las
tormentas. Con frecuencia una nube está formada por un cierto número de células
en distintas fases de desarrollo , resultando difícil la identificación
individual de cada una de ellas ( R. R Rogers, 2003). El ciclo vital de cada
célula se puede dividir en tres fases:
1) Fase
de cúmulos , caracterizada por una corriente vertical ascendente
2) Fase
de madurez, caracterizada por corrientes ascendentes y descendentes ( ver
figura 4 )
3) Fase
de disipación , cuya característica son las corrientes descendentes.
Figura 4 : Esquema teórico de un frente de aguacero generado por una nube
de desarrollo vertical. Fuente: Elaboración propia a partir de Gil Olcina,
1997: 153
El análisis del inicio de
las tormentas desde la AEMET se ha enfocando básicamente identificando zonas de
convergencia en capas bajas a partir de la aplicación de modelos conceptuales
bien establecidos como son el dipolo orográfico, baja térmica y su adaptación a
diferentes entornos geomorfológicos y sinópticos (Cano, 2001). El radar
meteorologíco también es una herramienta ideal para el estudio convectivo y lo
hemos utilizado en este trabajo, junto con imágenes de mapas de rayos.
El borde de
avance del aire frío marino recibe el nombre de Frente de Brisa. Se trata de un
frente frío mesoescalar según Lyons (1975). Tras su paso, se registra en
superficie una caída de la temperatura, un aumento de presión y
un cambio de viento.
Como comentábamos y como
veremos en este trabajo la observación directa,
y pormenorizada de los fenómenos
como observador
meteorológico en el territorio donde
ocurre, comparando luego con imágenes de teledetección, puede servir de apoyo
para justificar la penetración tierra a dentro y llegada de la brisa hacia el
interior de la isla, zonas de medianías donde se suele localizar la
convergencia por brisa ( Campos , 2017)
La penetración de la
brisa siempre es un hecho cuando exista escaso gradiente de presión en
superficie y por tanto viento flojo. La nubosidad típica como veremos en los
siguientes casos asociada a la brisa marina suele ser en condiciones de
inestabilidad, cúmulos congestus, cúmulos mediocris o cumulonimbos. Como
veremos, la posición final del frente de brisa en los casos analizados coincide
con la rampa sur del edificio Teide Cañadas y la rampa sur de la Dorsal
volcánica de Pedro Gil. El frente de brisa queda anclado a las rampas orográficas. (Campos Hernández,
2017)
Las Bajas mesoescalares a
sotavento:
El aire incidente sobre
un obstáculo como pueda ser un sistema orográfico, frena al encontrarse con él
y da lugar a la formación de una mesoalta, tenemos así una zona de divergencia
a barlovento. Sin embargo a sotavento ocurre lo contrario, se forma una mesobaja
y el aire converge. Este mecanismo va a tener una gran importancia como veremos
en este trabajo en la convección que va
a generarse a sotavento en la isla de Tenerife. ( Campos Hernández, 2017)
3. Resultados y discusión de resultados
DANA o Vaguada en altura ,
flujo sinóptico superficial y frentes de brisa Inestables. Estudio de casos en
el periodo ( 2005-2025)
En primer lugar veremos
los casos más destacados tratados en el
anterior trabajo realizado (Campos Hernández, 2017) y en segundo lugar estudiaremos
los casos nuevos sobresalientes ocurridos de 2015, 2016, 2017 y 2025 ,tras la
publicación del anterior, y estableceremos una comparativa que relacione parámetros
físicos del aire . Cuando el flujo sinóptico sopla del sureste (23 de febrero
2009), es decir, favorable a la
penetración de la brisa también se dispara convección en toda las bandas del
sur de Tenerife. Según los datos de la estación
agro-meteorológica del Cabildo Insular de Tenerife SMIG, situada en Charco del
Pino, localidad perteneciente al Municipio de Granadilla de Abona, se
acumularon 53 mm entre las 12:00 y las 13:35; momento en el que se disiparía el núcleo tormentoso. De esos 53 mm, 20
caerían de las 12:00 a las 12:12 horas ( Campos 2017) . El 26 de marzo de 2009
se acumularon importantes registros en el Valle Guímar y Arafo. Las estación
MENA registró 40 mm , BADAJ registró 85 mm, TOPO 60 mm y AÑAVI 56 mm .
|
MENA |
500 m |
40 |
|
BADAJ |
340 m |
85,1 |
|
TOPO |
280 m |
60,3 |
|
AÑAVI |
700 m |
56,5 |
Tabla 1. Precipitación
acumulada en el valle de Güímar el 26 de marzo de 2009
En estos casos, por convergencia de brisas
mar-tierra y en toda la vertiente sureste de forma homogénea. El análisis de
distintas situaciones atmosféricas pasadas nos ha ayudado a establecer una
tipología de las zonas más afectadas por episodios convectivos en la isla de
Tenerife, que puede ser orientativa a nivel operativo en función del flujo de
viento sinóptico en superficie ,el efecto del dipolo orográfico y las convergencias por brisa , que puedan
coincidir en el espacio y en el tiempo, pues
permitirá mostrar más atención en determinadas zonas, sin descartar el
resto. En Tenerife, la experiencia indica que cuando el flujo sinóptico es del oeste o noroeste,
la convección se dispara en municipios del este y sureste de la isla, en
Municipios como Granadilla de Abona (21 de octubre de 2015 y 18 de marzo de
2017) o con flujo del oeste en Arico el 6 del 11 del 2016 .
Figura 5. Acumulación de
dióxido de nitrógeno a sotavento del flujo sinóptico y viento en superficie el 21 de Octubre de
2015
En el primer caso , El episodio del 21 de
Octubre de 2015 en Tenerife, dejó una tormenta local en el municipio de
Granadilla de Abona ( ver imagen 1 de un frente de aguacero) En la figura 6 se observa la DANA responsable de
inestabilizar la atmósfera en las islas con un núcleo de aire frío en 500 hPa.
El sondeo termodinámico de Güimar de las 12z (véase figura 7 ) pone de
manifiesto la inestabilidad reinante. La temperatura en 500 hPa era a esa hora
de -12,9 contribuyendo a exagerar el
gradiente térmico estático vertical. Los
índices de inestabilidad son elevados. Un cape de 282,6 J/Kg indicando
inestabilidad y un TT de 45 indicando
posibilidad de tormenta. El área de flotabilidad positiva se vio
interrumpida en niveles medios por una zona de inhibición , que creemos fue superada
( véase figura 7)
Imagen 1.
Frente de aguacero en la localidad de San isidro ( Municipio de Granadilla de
Abona) Fotografía tomada desde El Médano ( costa sur de Tenerife). La
convección se había disparado en la misma zona que el 18 de Marzo de 2018. Bajo
esa tormenta la lluvia torrencial afectaba a la zona noreste de la localidad.
Figura 6 . Altura
geopotencial y temperatura en 500 hPa . Fuente www.wetter3.de
Figura 7. Sondeo
termodinámico del 21 de octubre de 2015
Fuente: Base de datos de la Universidad de Wyoming
.College of Engineering Department of Atmospheric Science
En el segundo caso, el episodio del 18 de marzo de 2017 , también dejó una tormenta en el mismo lugar y de mayor intensidad. Las islas canarias se encontraban afectadas por una DANA( depresión aislada en niveles altos ) véase figura 8, 9 y 10 ( vorticidad potencial isentrópica). En 500 hPa la temperatura era de -22,1 ºC en la vertical de Tenerife, ( véase figura 12) contribuyendo a exagerar el gradiente estático vertical e inestabilizando la troposfera. Los índices de inestabilidad se presentaban en los siguientes valores : TT= 51, 90 ,indicando entre moderada y alta probabilidad de tormentas locales severas. K index =29,80 y CAPE de 410,1 J/Kg, indicando inestabilidad .La humedad era elevada en toda la columna troposférica .En superficie el flujo sinóptico débil del noroeste favorecía la formación de una baja mesoescalar en el sureste de Tenerife, además, el calentamiento por radiación solar favorecía la brisa mar-tierra y la formación de nubosidad de evolución diurna. Durante el 18 de marzo de 2017 se formó una tormenta de masa de aire ( véase figura 12 , 13 y 14) , por nubosidad de evolución diurna que fue gestándose durante la mañana en el Municipio de Granadilla de Abona ,con ecos de 54-60 dbz en el radar de la AEMET en horas del mediodía. Tuvimos la oportunidad de observar los efectos de la misma en el territorio al encontrarnos en el momento y lugar exacto bajo ese eco. Pocas veces se ha podido observar un episodio convectivo por brisa y convergencia a sotavento tan intenso. La precipitación con carácter torrencial vino acompañada de granizo de 1 cm. Un pluviómetro hellman llegó a acumular 30 l/m2 en 30 minutos. Mientras la zona noreste de la localidad de San Isidro en el Municipio de Granadilla de Abona se veía afectada por esa tormenta , en el resto de la localidad lucía el sol. En las calles afectadas por la tormenta el agua discurría con un gran caudal .Esta característica pone de manifiesto la escala local de estos fenómenos y la dificultad de predecirlos. Otras localidades del Municipio de Granadilla de Abona afectadas fueron: el Desierto, El Salto, Los Blanquitos y el casco del Municipio de Granadilla de Abona. La salida del modelo harmonie indicaba aparición de convección en el sureste de Tenerife ( véase figura 11)
Figura 8.
Mapa de altura geopotencial en 500 HPa y
presión en superficie( 18-03-2017). Fuente : www.wetter3.de
Figura
9. Geopotencial y temperatura en 500 hPa
Figura 10. Vorticidad
potencial isentrópica ( 18/03-2017)
Figura 11. Salida de precipitación del modelo Harmonie
Figura 12. Sondeo
termodinámico ( 18-3-17)
Figura 13. El mapa
de rayos de Aemet muestra descargas en el sur de Tenerife fruto de la
convección en las horas del mediodía.
Figura 14. Acumulación de
dióxido de nitrógeno a sotavento del flujo sinóptico y viento en superficie el
18 de marzo de 2018.
En el tercer caso no hubo
tormenta y se acumularon en la estación meteorológica HELECHO 47,9 mm y la
estación ABONA 16,6 y estábamos bajo los efectos de una vaguada ( véase figura
15 )
Figura 15. Altura
geopotencial y temperatura en 500 hPa. www.wetter3.de
Otros casos destacados fueron
más recientes: en Arico (el 3 de marzo de 2025) y Granadilla de Abona (4 de
marzo de 2025). Nos afectó una vaguada y Dana en el SW peninsular ( véase
figura 16). El sondeo termodinámico de Güímar muestra
un perfil muy inestable de la troposfera Tinerfeña (véase figura 17), es el
sondeo más inestable de todos los casos analizados durante el periodo 2005-2025,
pese a no ser demasiada baja la temperatura en 500 hPa. La temperatura en 500
hPa era de -14,5. Si nos fijamos, desde el nivel de superficie hasta
aproximadamente 900 hPa, el gradiente es alto
y llega a seguir la adiabática seca 1ºC/100 m, debido al calentamiento
diurno y aporte de energía calorífica por radiación solar, que favorece aún más la exageración del GTV. En
cuanto a los índices de inestabilidad son muy elevados. Un CAPE de 432 J/KG y un TT = 54,20 que indica la posibilidad de
tormentas fuertes . Un índice K de 32,20 que indica una probabilidad de entre
un 60-80 % de tormenta. En la estación
HELECHO se acumularon 65 L/M2 o
en ABONACOP 16 L/M2 ,en Granadilla de
Abona el 4 de marzo de 2025 se acumularon 34,7 l/m2mm en la estación PINAL ,
aunque con un perfil menos inestable , esas zonas quedan a sotavento ,afectada
por una zona de convergencia a sotavento, además de la convergencia de la brisa
mar-tierra que penetra hacia el interior., mientras que cuando el flujo
sinóptico es del noreste o norte, la convección
se dispara en el sur , suroeste y sureste de la isla ( Campos Hernández, 2017).
Figura 17. Sondeo
termodinámico ( 3-3-25)
Conclusión:
En la última década la
precipitación se está originando por DANAS y ha disminuido la llegada de
borrascas del suroeste con frentes asociados . En la línea de los investigado
por David Schultz et all, 2020 y el aumento
de DANAS en el suroeste de Europa ,llueve más en otoño y primavera, que en
invierno, mes de máxima precipitación en Canarias y que se está retrasando en
llegar o lo estamos perdiendo. El sureste de Tenerife es una zona favorable a la
aparición de frentes de brisa inestables favorecidos por la convergencia a
sotavento del flujo sinóptico, la topografía y orografía de la isla. En estos
20 años del siglo XXI son numerosos los eventos , no todos han sido incluidos
en este trabajo , pero deben ser un fenómeno a vigilar en un contexto de cambio
climático, en los últimos casos ocurridos el índice cape supera los 400 J/Kg,
es un indicador relevante dado que es una tendencia observada a producirse el
fenómeno con altos valores de este índice. La convección por brisa debe ser,
como decimos, vigilada y es un factor de
peligrosidad motivada por el aumento de DANAS en el suroeste de Europa, en un
escenario de cambio climático.
-
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