Radar, relámpago y observaciones sinópticas para una tormenta eléctrica el 7 de enero de 2012 durante la campaña CHUVA-Vale
Autores: Ribeiro, João Gabriel Martins; Mattos, Enrique Vieira; Reboita, Michelle Simões; Enoré, Diego Pereira; da Costa, Izabelly Carvalho; Albrecht, Rachel Ifanger; Gonçalves, Weber Andrade; Oliveira, Rômulo Augusto Jucá
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Tormentas eléctricas
Herramientas de pronóstico inmediato
Microfísica
Formación de rayos
Condiciones ambientales
Redes de rayos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Las tormentas eléctricas pueden generar actividad eléctrica intensa, granizo y resultar en pérdidas económicas y humanas sustanciales. El desarrollo de herramientas de pronóstico a muy corto plazo (nowcasting) es esencial para proporcionar información a los sistemas de alerta con el fin de movilizar a la población de la manera más eficiente. Sin embargo, el desarrollo de herramientas de nowcasting depende de una mejor comprensión de la física y microfísica de las nubes y la formación y evolución de los rayos. En este contexto, los objetivos de este estudio son: (a) describir las condiciones ambientales que llevaron a la génesis de una tormenta eléctrica que produjo granizo el 7 de enero de 2012, en el Área Metropolitana de São Paulo (MASP) durante la campaña CHUVA-Vale, y (b) evaluar las propiedades microfísicas de la tormenta eléctrica y la estructura vertical de la carga eléctrica. Se utilizaron datos de diferentes fuentes: datos de campañas de campo, como radar de banda S, y redes de rayos en 2 y 3 dimensiones, datos satelitales del Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario-13 (GOES-13), el Meteosat Segunda Generación (MSG), y reanálisis del Centro Europeo para Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo Reanálisis v5 (ERA5). La tormenta eléctrica se desarrolló en una región de baja presión debido a la presencia de un canal invertido cerca de la superficie y la convergencia de humedad, lo que favoreció la convección. La Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE) de 1053.6 J kg al inicio de la tormenta eléctrica indicó que había energía convectiva fuerte presente. Variables microfísicas como el contenido de agua líquida integrada verticalmente (VIL) y el hielo integrado verticalmente (VII) mostraron picos de 140 y 130 kg m, respectivamente, antes de que el granizo alcanzara la superficie, seguido de una disminución, indicando la eliminación de contenido de las nubes hacia la superficie terrestre. La estructura de carga de la tormenta eléctrica evolucionó de una estructura dipolar (con un centro negativo entre 4 y 6 km y un centro positivo entre 8 y 10 km) a una estructura tripolar (centro negativo entre 6 y 7.5 km) en la fase más intensa. El primer pico de rayos (100 destellos en 5 min) antes del granizo mostró que había habido un salto de rayos. El máximo de rayos ocurrió alrededor de las 18:17 UTC, con aproximadamente 350 destellos en 5 min con valores superiores a 4000 fuentes a 500 m en 5 min. Asimismo, las secciones transversales verticales indicaron que los rayos ocurrieron antes del desplazamiento de la tormenta eléctrica (reflectividad máxima), lo que podría ser útil para predecir estos eventos.
Descripción
Las tormentas eléctricas pueden generar actividad eléctrica intensa, granizo y resultar en pérdidas económicas y humanas sustanciales. El desarrollo de herramientas de pronóstico a muy corto plazo (nowcasting) es esencial para proporcionar información a los sistemas de alerta con el fin de movilizar a la población de la manera más eficiente. Sin embargo, el desarrollo de herramientas de nowcasting depende de una mejor comprensión de la física y microfísica de las nubes y la formación y evolución de los rayos. En este contexto, los objetivos de este estudio son: (a) describir las condiciones ambientales que llevaron a la génesis de una tormenta eléctrica que produjo granizo el 7 de enero de 2012, en el Área Metropolitana de São Paulo (MASP) durante la campaña CHUVA-Vale, y (b) evaluar las propiedades microfísicas de la tormenta eléctrica y la estructura vertical de la carga eléctrica. Se utilizaron datos de diferentes fuentes: datos de campañas de campo, como radar de banda S, y redes de rayos en 2 y 3 dimensiones, datos satelitales del Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario-13 (GOES-13), el Meteosat Segunda Generación (MSG), y reanálisis del Centro Europeo para Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo Reanálisis v5 (ERA5). La tormenta eléctrica se desarrolló en una región de baja presión debido a la presencia de un canal invertido cerca de la superficie y la convergencia de humedad, lo que favoreció la convección. La Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE) de 1053.6 J kg al inicio de la tormenta eléctrica indicó que había energía convectiva fuerte presente. Variables microfísicas como el contenido de agua líquida integrada verticalmente (VIL) y el hielo integrado verticalmente (VII) mostraron picos de 140 y 130 kg m, respectivamente, antes de que el granizo alcanzara la superficie, seguido de una disminución, indicando la eliminación de contenido de las nubes hacia la superficie terrestre. La estructura de carga de la tormenta eléctrica evolucionó de una estructura dipolar (con un centro negativo entre 4 y 6 km y un centro positivo entre 8 y 10 km) a una estructura tripolar (centro negativo entre 6 y 7.5 km) en la fase más intensa. El primer pico de rayos (100 destellos en 5 min) antes del granizo mostró que había habido un salto de rayos. El máximo de rayos ocurrió alrededor de las 18:17 UTC, con aproximadamente 350 destellos en 5 min con valores superiores a 4000 fuentes a 500 m en 5 min. Asimismo, las secciones transversales verticales indicaron que los rayos ocurrieron antes del desplazamiento de la tormenta eléctrica (reflectividad máxima), lo que podría ser útil para predecir estos eventos.