Señales de radar características de tiempo convectivo severo

Detección

Esta señal se refiere a la altura máxima de los ecos de más de 50 dBZ en el interior de un núcleo de reflectividad radar de una tormenta. Esta señal se puede detectar en cualquier tormenta con ecos de al menos 50 dBZ. La identificación de esta señal es importante porque nos permite determinar la presencia de un núcleo con ecos de 50 dBZ —que de hallarse por encima del nivel de congelación probablemente represente granizo— que alcanza o sobrepasa la capa de crecimiento del granizo (−10 °C a −30 °C).

La altura del eco de 50 dBZ se puede determinar de la siguiente manera:

Reflectividad: PPI/Vista en planta

1. Aumente el ángulo de elevación del barrido hasta que ya no se registren ecos de más de 50 dBZ.
2. Descienda una elevación de barrido.
3. Centre el cursor sobre el píxel de más de 50 dBZ más alejado del radar y lea la altura. Nota: en 3D-Rapic esto se puede hacer con la escala provista a la derecha, con la barra de información de la parte inferior de la ventana o con los datos de cursor en la ventana de control principal.

El pronosticador también puede usar la señal de altura máxima del eco de 50 dBZ como una herramienta de vigilancia. Esta técnica, que requiere el uso de parámetros ambientales junto con una vista CAPPI, fundamentalmente consiste en fijar el nivel del CAPPI en las regiones medias-altas de la capa de crecimiento del granizo y en vigilar el crecimiento de los núcleos de reflectividad significativos (más de 50 dBZ) más allá del nivel del CAPPI, un indicador de la severidad de la tormenta. Con esta técnica, en lugar de establecer el nivel del CAPPI en la isoterma de −20 °C, se utiliza una climatología australiana basada en Sydney —el nomograma de granizo— en la cual los informes de tamaño de granizo se trazan en función de la altura máxima del eco de 50 dBZ de la tormenta correspondiente y los niveles de congelación próximos en el ambiente. Las líneas de umbral para granizo de 2, 4 y 6 cm se ajustan de manera subjetiva (vea el paso 2, más adelante). La altura del CAPPI se determina de la siguiente manera:

1. Escoja un sondeo ambiental representativo por su proximidad a la zona que se verá afectada por la tormenta. Determine la altitud del nivel de congelamiento ambiental.

2. Utilice el nomograma de granizo de 50 dBZ de la climatología australiana para determinar la altitud crítica para granizo de 2 cm (umbral de tiempo severo) de acuerdo con el nivel de congelamiento que calculó a partir del sondeo en el paso anterior.

El nomograma de granizo se basa en una climatología de granizo específica de la región de Sydney, Australia. Se derivó a partir de las observaciones realizadas mediante la inclinación de 2 grados del radar de banda S de Sydney. Al usar este nomograma se deben tener en cuenta varias otras limitaciones, incluidas las siguientes:

• esta climatología se desarrolló en una sola estación con un radar de banda S y
• utiliza una muestra relativamente pequeña.
• Los radares pueden calcular mal la altura de los blancos debido a:
  • llenado parcial del haz,
  • abertura variable del haz,
  • refracción.

3. Agregue una vista CAPPI a la pantalla del radar y fije la altura en el nivel de umbral para granizo de 2 cm que determinó en el paso 2.

4. Vigile el CAPPI para detectar los ecos de más de 50 dBZ que penetran el nivel establecido, lo cual le ayudará a identificar las tormentas que conviene investigar más.

Posibles dificultades en la detección

Muestreo del radar

• Calibración: en la mayoría de las paletas de colores usadas para la reflectividad, los valores cercanos a 50 dBZ comienzan a visualizarse con tonos rojizos. Si el radar subestima la reflectividad con un error de pocos dBZ, la posición correcta de los topes de los ecos de 50 dBZ puede estar a kilómetros de distancia.
• Atenuación: la intensidad de la reflectividad registrada en núcleos ubicados más allá de otro núcleo intenso se subestima, especialmente en el radar de banda C.
• Proximidad al radar: si una tormenta está demasiado cerca del radar, es posible que el haz pase por debajo de la señal característica.

Ejemplos de la señal de altura máxima del eco de 50 dBZ

Nota: la altura del CAPPI no equivale a la «altura máxima del eco de 50 dBZ». Para determinar dicha altura, coloque el cursor sobre el píxel y lea la información en la barra de la parte inferior de la ventana.

Estructuras semejantes a la señal de altura máxima del eco de 50 dBZ

• Pocos píxeles: cuando utilice la señal de 50 dBZ con las técnicas CAPPI, recuerde que la presencia de un número reducido de píxeles de más de 50 dBZ en el nivel del CAPPI —una pequeña zona roja correspondiente a 1 km² o menos— no es muy significativa como indicación de la caída de granizo de 2 cm en el suelo.

• Reflectividades débiles: los ecos deben ser de 50 dBZ o más. La paleta de colores australiana estándar aplica un color rosa oscuro a los píxeles con reflectividades superiores a ~45 dBZ, con lo cual se podrían interpretar fácilmente como píxeles con valores de reflectividad de 50 dBZ o más.

Modelo conceptual

La señal de altura máxima del eco de 50 dBZ es una de las muchas señales que sugieren la posibilidad de una tormenta severa. La presencia de ecos de 50 dBZ altos o elevados puede indicar la existencia de granizo grande. Una corriente ascendente fuerte, ancha y persistente en la capa de crecimiento del granizo (−10 °C a −30 °C) es un ingrediente necesario para la formación y crecimiento de granizo peligroso. Una vez que se alcancen valores de reflectividad de más de 50 dBZ, se torna cada vez más probable que representen granizo. El granizo grande es uno de los probables peligros de la convección severa que pueden manifestarse después de la identificación definitiva de esta señal.

La figura 1 muestra que el ángulo de barrido PPI más bajo del radar puede dificultar la identificación del núcleo que se extiende hasta la capa de crecimiento del granizo.

La figura 2 muestra que después de ajustar el indicador CAPPI al nivel de umbral para granizo de 2 cm obtenido con el nomograma, el operador puede identificar rápidamente el lugar donde debe colocar el corte vertical para examinar los núcleos más significativos.

Clasificación de las tormentas

La señal de altura máxima del eco de 50 dBZ se puede detectar tanto en supercélulas como en sistemas multicelulares. Para que la altura máxima del eco de 50 dBZ sea significativa, se precisa una corriente ascendente fuerte y razonablemente constante, como las que se encuentran en las tormentas pulsantes severas, las supercélulas y también en ambos modos multicelulares.

A la hora de clasificar la tormenta que está observando, use el siguiente diagrama de flujo. Si ya identificó el modelo conceptual de tormenta, haga clic en su nombre en el centro del diagrama.

Diagnóstico

Una vez que identifique con seguridad la señal de altura máxima del eco de 50 dBZ, utilice esta sección como guía para estimar la severidad de la tormenta asociada. Por lo general, las escalas temporal y espacial de una señal guardan alguna relación con la fuerza de la corriente ascendente. En otras palabras, cuanto más grande y más persistente sea la señal, tanto más vigorosa será la corriente ascendente que la produce. En las señales basadas en la velocidad, normalmente la fuerza de la corriente ascendente se puede evaluar por la magnitud de las velocidades radiales medidas. Un examen de la evolución temporal general de la tormenta le permitirá evaluar si la tendencia es a mayor o menor severidad. Entre la señal del radar y el desarrollo de las tormentas asociadas puede producirse cierto desfase temporal, como ocurre, por ejemplo, con los tornados generados en las supercélulas durante el colapso de la tormenta original.

Cuando compare varias señales para diagnosticar la severidad relativa, tenga en cuenta que se supone que se hayan obtenido a distancias del radar iguales. En caso contrario, una tormenta detectada a mayor distancia (con un haz más ancho) podría parecer más débil o que está debilitándose, mientras que una detectada más cerca (con un haz más estrecho) podría parecer más vigorosa o que está fortaleciéndose.

Grado de severidad

• Extensión horizontal: cuanto más grande sea el área de valores de reflectividad de más de 50 dBZ en el nivel del CAPPI establecido para granizo de 2 cm, tanto más probable será la existencia de granizo grande.

• Extensión vertical: cuanto más profundos sean los ecos de más de 50 dBZ por encima del nivel de congelamiento, tanto más probable será que las reflectividades en el interior de la capa ideal de crecimiento del granizo representen granizo grande.

• La ventana CAPPI ofrece otra perspectiva de la situación. El CAPPI no tiene que estar configurado para el umbral de 2 cm del nomograma de 50 dBZ. Para vigilar la formación de las tormentas más severas, el nivel del CAPPI puede establecerse en un nivel bastante más alto que el de la capa de crecimiento del granizo, que corresponda a los umbrales dados por el nomograma para granizo de 4 o 6 cm. Esto resulta particularmente útil como herramienta de vigilancia, para distinguir las tormenta más severas de las demás.

• Reflectividad máxima: cuanto más alto el valor máximo de dBZ en el plano de granizo de 2 cm del CAPPI, tanto mayor será la probabilidad de que esta tormenta esté asociada a granizo grande en superficie.

• Extensión temporal: cuanto más tiempo los píxeles con reflectividades de más de 50 dBZ atraviesen el nivel del CAPPI, tanto más tiempo podrán los pedriscos permanecer en la capa ideal de crecimiento del granizo. Esto debería aumentar la confianza del pronosticador sobre la presencia de granizo grande.

• Estimación del tamaño del granizo: alternativamente, el nomograma de granizo 50 dBZ se puede utilizar a la inversa para estimar el tamaño aproximado del granizo, para lo cual se utiliza la altura del eco de más de 50 dBZ más alto. Para utilizar esta técnica, siga el procedimiento que se describe a continuación.

Reflectividad: PPI/Vista en planta

1. Aumente el ángulo de elevación del barrido hasta que ya no se registren ecos de más de 50 dBZ.
2. Descienda una elevación de barrido.
3. Centre el cursor sobre el píxel de más de 50 dBZ más alejado del radar y lea la altura. Nota: en 3D-Rapic esto se puede hacer con la escala en la derecha de ventana, la barra de información al pie de la ventana o los datos de cursor en la ventana de control principal.

4. Con la altura máxima del eco de 50 dBZ obtenida en el paso anterior (p. ej.: 12 km), use el nomograma y el nivel de congelamiento para determinar el tamaño del granizo estimado en base a la climatología. En este ejemplo, la altura supera el umbral para granizo de más de 6 cm.

La consideración de todos estos aspectos le ayudará a determinar de manera general si la señal de altura máxima del eco de 50 dBZ es significativa. En casi todos los casos, una señal de altura máxima del eco de 50 dBZ muy alta (12 km o más) sugiere la necesidad de emitir un aviso de tormenta severa sin necesidad de otra evidencia corroborante. No obstante, la información del radar siempre se debe considerar junto con la información del entorno de la tormenta y con cualquier otro dato observado.

Peligros convectivos más probables

Si se ha determinado que una tormenta es severa y satisface los criterios de altura para la producción de granizo grande, considere la posibilidad de incluir los siguientes peligros convectivos en el aviso de tormenta severa:

• Granizo grande: incluya las estimaciones aproximadas derivadas del nomograma de granizo.
• Vientos dañinos: probables debido a la fuerte corriente ascendente necesaria para la producción de granizo grande y, por tanto, a la fuerte corriente descendente asociada con ella.

Consulte los «Modelos conceptuales de los tipos de tormentas», donde encontrará explicaciones detalladas de las razones para incluir ciertos tipos particulares de tiempo severo.