Aplicación en pronósticos de corto plazo de aspectos de variabilidad de la tropósfera baja costarricense basada en datos de radio-sondeos meteorológicos

Abstract

La existencia de algunos estudios para la descripción de diferentes variables en la atmósfera libre sobre Costa Rica y que a la vez emplean los datos de sondeos meteorológicos, son los precursores de esta investigación. En este documento, y para fines de pronóstico de corto plazo, se emplean los sondeos lanzados entre los años 2013 al 2017 por el Servicio Meteorológico Nacional (Instituto Meteorológico Nacional, IMN) en la estación experimental Fabio Baudrit (La Garita, Alajuela) y sus cálculos empleados para determinar los valores de los índices de estabilidad más usados (KI, LI, SWEAT, SI, TT, CT, PWAT y TC) para el pronóstico de tormentas eléctricas. El promediado de variables en diferentes niveles de la troposfera propicia el cálculo de un sondeo Skew-T log-P promedio y característico para cada mes del año, además faculta el establecer los rangos de variación de los índices de estabilidad para los cuales la probabilidad de presencia de tormentas eléctricas aumenta. Esto facilita la descripción de la estabilidad atmosférica a lo largo del año, comparándola con un sondeo para cualquier día en particular. Este sondeo es empleado en el pronóstico a muy corto plazo en especial para alertar las operaciones en tierra de los aeropuertos internacionales del Gran Área Metropolitana (GAM). Por otro lado, el cálculo de series anuales en la troposfera tales como: el viento, humedad relativa, temperatura potencial equivalente, contenido de agua; son indispensables a la hora de poder caracterizar una atmósfera normal de una atípica. Consecuentemente, de estas se desprende que un patrón de vientos del este – sureste en los primeros 8 km de la troposfera costarricense, evidencian un desplazamiento de las células convectivas hacia el noroeste; esto por medio del cálculo del Vector de Movimiento de Tormentas. Finalmente, se analizan casos de estudio para evidenciar lo práctico y explícito que puede ser el empleo de los índices para ciertos días, en los cuales las condiciones resultan ser más idóneas para la formación de tormentas eléctricas (por ejemplo para los casos de ondas tropicales, bajas presiones, calentamientos diurnos moderados y fuertes); mientras que para otros casos de estudio, en los que pese a la inestabilidad y alto contenido de agua precipitable, solo se han presentado lluvias de variable intensidad alternadas con nieblas y nubosidades bajas (por ejemplo para influencias por tormentas tropicales, empujes fríos, huracanes).

The existence of some studies about variable description at the free atmosphere over Costa Rica and that at the same time using meteorological soundings data, are the precursors of this research. In the present document and for short-term forecasting purposes, the surveys launched between 2013 to 2017 by the National Weather Service (Instituto Meteorológico Nacional, IMN) in Fabio Baudrit experimental station (La Garita, Alajuela), and their method used to determine the values of the most used stability indexes (KI, LI, SWEAT, SI, TT, CT, PWAT and TC) for the forecast thunderstorms. The averaging of variables at different levels of the troposphere leads to the calculation of an average and characteristic Skew-T log-P probes for each month of the year, it allows to establish the stability variation ranges of the indexes for which the probability of the presence of thunderstorms increases and facilitates the description of the atmospheric stability throughout the year, comparing with a radiosonde for any particular day. This survey is used in the very short-term forecast, especially to alert the operations of the Great Metropolitan Area´s international airports. On the other hand, the computation of annual series in the troposphere such as: wind, relative humidity, equivalent potential temperature, water content; are indispensable when characterizing a normal atmosphere of an atypical one. In addition, it can be deduced from these that a winds pattern from the east - southeast in the first 8 km of the Costa Rican troposphere, shows a displacement of the convective cells toward the northwest, this through the technique of the Storm Motion Vector. Lastly, study cases are analyzed to show how practical and explicit can be the use of indices for certain days in which the conditions are more suitable for the formation of thunderstorms (for instance; cases of tropical waves, low pressures, moderate and strong diurnal heating), while for other study cases, even with good instability and high contents of precipitable water, only the presence of variable intensity rains is reported, alternated with fogs and low cloud cover (for example; influences from tropical storms, cold thrusts, hurricanes).