Modelos Conceptuales de Ondas Tropicales

Las ondas de perturbación que se propagan hacia el oeste son la fuente de muchos ciclones tropicales. La mayoría de las ondas que observamos en el Atlántico y el Caribe se originan en África. Las observaciones indican que las perturbaciones en el flujo de bajo nivel hacia el este ocurre como resultado de varias circunstancias distintas.

Una manera de definir una onda tropical es como una vaguada o máxima curvatura ciclónica en los vientos alisios del este. Las ondas tropicales pueden alcanzar una amplitud máxima en la troposfera inferior o media, pueden ser un reflejo de una depresión fría en la troposfera superior, o bien la extensión hacia el ecuador de una vaguada de latitudes medias. En algunos casos también pueden ser inflexiones hacia el polo de los ciclones de niveles inferiores en las latitudes bajas, se trata básicamente de sistemas de escala sinóptica de una extensión latitudinal considerable, en el orden de 10 a 15 grados de latitud. Las ondas tropicales suelen existir apartadas de la zona de convergencia intertropical, o ZCIT, aunque pueden extenderse hasta dicha zona.

Su longitud de onda puede abarcar entre 1500 y 3000 km y por lo general se desplazan hacia el oeste a una velocidad de 5 a 10 m/s (entre 10 y 20 nudos). En la temporada pico ocurren con una frecuencia aproximada de una onda cada 3 ó 4 días. Exhiben su mayor intensidad en el nivel de 850 a 700 hPa, que es donde alcanzan su máxima amplitud, normalmente son de núcleo frío hasta alrededor de 600 hPa, con un núcleo cálido menor arriba de dicho nivel, y suelen estar inclinadas hacia el este con la altura.

A continuación se dan algunos ejemplos de modelos conceptuales para ondas tropicales:

• Modelo de ondas del este de Riehl

Es un modelo "clásico" porque fue uno de los primeros modelos que se desarrollaron para el Caribe oriental. Riehl y sus colegas usaron datos de la atmósfera superior del Caribe para seguir el movimiento de los centros isalobáricos a medida que cruzaban el Atlántico occidental y el Caribe a lo largo del verano y descubrieron que los centros isalobáricos iban acompañados de oscilaciones similares a ondas que se desplazaban hacia el oeste dentro de la corriente básica del este, en la troposfera inferior. Por eso se emplea el término onda en el nombre del modelo.Este diagrama del modelo de Riehl muestra la distribución de los vientos junto con una representación esquemática de la nubosidad. En un caso típico, el área al oeste del eje de la onda se caracteriza por subsidencia y buen tiempo, mientras al este del eje encontramos áreas de convergencia y tiempo borrascoso.

La figura anterior del modelo de Rielh destaca la capa húmeda delante de la onda, a alrededor de 1.500 m (5.000 pies). También permite ver que tras el paso de la onda la capa húmeda se vuelve mucho más profunda, extendiéndose hasta alturas de 6.000 a 7.500 m (20.000 a 25.000 pies). Observe que a medida que la onda se desplaza hacia el oeste, la capa húmeda alcanza una profundidad de 2.100 m (7.000 pies). Delante de la onda se forman cúmulos de buen tiempo, algunos cumulus congestus y altocúmulos; con el paso de la onda, se forman cumulonimbos, que producen aguaceros y chubascos fuertes.

• El modelo de la V invertida
  

Este modelo se basa en el trabajo realizado por Neil Frank en la década de 1960, que fue publicado en una monografía en 1968. Frank utilizó imágenes satelitales para estudiar la nubosidad asociada con ciertos sistemas del Atlántico en los años 60 y descubrió que la nubosidad asociada con algunos sistemas estaba organizada en bandas de acuerdo con un patrón parecido a una serie de letras V invertidas y anidadas, tal como lo describió en su modelo.

Esta representación esquemática del aspecto de una onda muestra parte de la zona de convergencia intertropical. Por lo general, estas bandas nubosas, que se componen de cúmulos y estratocúmulos, se organizan con una forma similar a una letra V invertida, pero bastante aplastada o redondeada.La cantidad de bandas o letras V varía de un caso a otro y en muchos casos, quizás la mayoría, no se detecta una "V invertida" completa, sino que se ve sólo parte de ella. Cuando el patrón está bien marcado, el eje de la onda coincide con el ápice de las "letras V" y marca el lugar donde cambia la orientación de las bandas, que tienden a alinearse en sentido paralelo o casi paralelo a los vientos de las baja troposfera o de la cortante, siendo más común ver la alineación con la cortante del viento de bajo nivel que con el flujo en algún nivel particular. La nubosidad, que persiste durante varios días, se organiza en una escala sinóptica que puede abarcar alrededor de 2.500 km² en cualquier lugar entre 5 y 25 °N.

• Modelos de Ondas Africanas

Como ya hemos visto, la mayoría de estas ondas se forman sobre África, en algún lugar entre 15 y 30 °E. Estos sistemas de escala sinóptica son similares a los que vemos en el Atlántico y en el Caribe oriental, con extensiones latitudinales de 10 a 15 grados. Por lo general no hay un vórtice de superficie asociado con ellas hasta que alcanzan la zona cerca de la costa africana, donde adquieren su máxima amplitud e intensidad. La mayoría de estos sistemas tienden a debilitarse un poco a medida que se desplazan hacia el oeste desde la costa de África, aunque pueden intensificarse después sobre el Atlántico y el Caribe y convertirse en ciclones tropicales.Los patrones nubosos asociados a estos sistemas son circulares o en bandas, y suelen exhibir poca definición sobre tierra firme y volverse reconocibles y coherentes antes de alcanzar la costa. Suelen producir lluvias muy dispersas al este de las montañas de Camerún, en cualquier lugar entre 10 y 12 °E, con un aumento en la nubosidad a medida que el sistema se intensifica.

Una de las características de este modelo es que se observa en estos sistemas la tendencia a formar dos centros ciclónicos sobre el continente africano. Uno de ellos se forma cerca de 20 °N, en la zona de confluencia entre el aire húmedo al sur y el aire seco del Sahara al norte. El segundo se localiza entre 10 y 12 °N, en el área de la máxima intensidad de nubes convectivas. Existe una fluctuación en la presión de 3 a 4 hPa con el remolino del norte en comparación con una fluctuación de menos de 1 hPa en el remolino del sur. El sistema al norte se asocia más a la depresión térmica, mientras que el sistema al sur es el que se asocia a la onda.

Modelos Conceptuales de Frentes

Conocemos como frente a la zona de transición entre masas de aire de distinta densidad y en general de distinta temperatura y humedad, por lo que para entenderlo de una manera mejor podemos relacionarlos con los modelos conceptuales. Algunos de los modelos conceptuales que pueden ser utilizados para la explicacion de los frentes son:

• El modelo conceptual de la Escuela Noruega de Meteorología. Se desarrollado durante la I Guerra Mundial, básicamente con datos de superficie y sin disponer de otro tipo de información como eran los satélites, datos de altura, etc. En esta teoría, los ciclones se desarrollan a lo largo de una frontera estacionaria y alrededor de una baja que se profundiza a la vez que se desplaza en el flujo de los oestes en un entorno de fuente gradiente horizontal de tempera tura (zona baroclina), lo que llega a formar los clásicos frentes frío, cálido y ocluido en los sistemas bien desarrollados y con un ciclo de vida característico que influye en el tiempo en superficie. Este modelo conceptual ha persistido hasta nuestros días con ligeras modificaciones.

• El modelo de Shapiro-Keyser. Otra teoría, con su modelo conceptual asociado, lo constituye la del desarrollo de los ciclones extratropicales sobre océanos -ya que deben su formación a los frentes- y que fue descrita por Shapiro-Keyser, y desarrollada en los 90. Sus principales diferencias respecto al modelo noruego de ciclón extratropical son:

• 
  
• la fractura del frente.
• el tratamiento de las oclusiones cálidas y los frentes cálidos como lo mismo haciendo que
• el frente frío progresa empujando al sector cálido y perpendicularmente al frente cálido
• Aislamiento de una anomalía cálida centrada en los alrededores de la baja en superficie

Este modelo se suele aplicar a los ciclones oceánicos y a su estructura frontal, según lo considerado con las observaciones superficiales y en los estudios que determinan la estructura tridimensional de los frentes y sectores térmicos asociados y realizados en el noroeste del Atlántico.

Donde las fases del ciclón extratropical son: I, incipiente zona baroclina; II, fractura frontal; III, frente curvado hacia atrás y estructura en forma de T y IV seclusión frontal de núcleo cálido.

Ejemplo de Modelo Conceptual

El estudio "USO DE MODELOS CONCEPTUALES DE MESOESCALA REGIONALIZADOS PARA EL ESTUDIO DE UNA SITUACIÓN CONVECTIVA EN EL CMT DE MADRID Y CASTILLA LA MANCHA" realizado por B. Téllez Jurado, et al, nos dice que el diagnóstico diario utilizado en este articulo se realiza haciendo uso de varios modelos conceptuales de distintas escalas. A escala sinóptica utilizamos el de ciclogénesis que nos permite identificar las áreas inestables. En la escala meso alfa y meso beta se utiliza el modelo de ciclogénesis regionalizado, con el cual identificamos las áreas de convergencia en nuestra región. Por último, utilizamos el modelo de Fujita para explicar la interacción del frente de racha con el entorno y los efectos del embolsamiento frío.Figura 1: Imagen WV del día 11 de septiembre de 2000 a las 12Z (derecha). Modelo conceptual de estructura nubosa vista por satélite correspondiente a cloud head en un estado avanzado (izquierda).

NOTA: Para mas informacion da clic en el nombre del articulo.

Un poco de Historia

En meteorología los modelos conceptuales se utilizaron por primera vez a principios de 1990, desde entonces, muchos han sido identificados y descritos en la literatura cientifica, creando así en 1996 el “Manual of Synoptic Satellite Meteorology – Conceptual Models” (Manual de Meteorología Sinóptica satélite - Modelos Conceptuales) iniciado por el Instituto Austriaco de Meteorología (ZAMG). Uno de los ejemplos de modelo conceptual mas común es el modelo de brisa de mar que se presenta a continuación:

Metodología de un modelo conceptual

Algunos de los pasos mas importantes para realizar la metodología de un modelo conceptual son los siguientes:

• Tener una clara idea de lo que se quiere lograr con el modelo a realizar. Establecer una idea clara del propósito de los modelos conceptuales. Identificar los mensajes clave que desea transmitir y, sobre todo, identificar y comprender el público de los modelos.
• Plan y los modelos de prioridades.
• Llevar a cabo una revisión de la literatura para desarrollar caja/ modelos de flecha o las listas de características, procesos, drivers y demás información relacionada con tu mensaje.
• Corroborrar la información que se desea presentar, con algun personas especializadas en el tema.
• Involucrar a los representantes de su público para proporcionar información acerca de la utilidad del modelo.
• El proyecto de su modelo debera estar basado en la retroalimentación de las personas especializadas y de la revisión de la literatura cientifica del tema.
• Difundir modelo de proyecto para su revisión.
• Revisar periódicamente y actualizar los modelos.

¿Que es un Modelo Conceptual?

Un modelo conceptual es un método visual de representar un conjunto de relaciones causales entre los factores que se cree puedan tener impacto en uno o más factores de la biodiversidad. Un buen modelo explícitamente debe vincular la metas de diversidad biológica a las amenazas directas que afectan ellos, los factores (amenazas indirectas y oportunidades) que influyen en las amenazas directas y las actividades estratégicas se están adoptando para afectar a estos factores. También se suelen indicar los puntos en que la vigilancia debe tener lugar, las hipótesis que se han hecho acerca de las relaciones causales y caminos por los que las actividades estratégicas se puede utilizar para cambiar o influir positivamente en estas relaciones. Un modelo conceptual debe ser acompañada de una descripción textual que explica verbalmente el modelo conceptual.

En resumen, un modelo conceptual describe gráficamente la situación en su sitio y proporciona la base para determinar donde se puede intervenir con sus actividades estratégicas y que son diseñados principalmente para proyectos, pero se puede aplicar a programas, a pesar de la complejidad puede ser una preocupación con los sistemas más grandes o en los sitios de proyectos complejos.