Formación en técnicas de evaluación del estado del manto ... · – Del tamaño del cristal –...
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Formación en técnicas de evaluación del estado del manto nivoso y herramientas de predicción
operativa del peligro de aludes.
Becario: José Antonio VadaTutor: José Ismael Sanambrosio
Delegación Territorial de AEMET en Aragón
Seminario Técnico 2014 de seguimiento de becas de formación de posgraduados
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Objetivos de la Beca
• Adaptar el modelo francés de simulación del manto nivoso a las características del proceso de predicción operativa y la red nivológica española.
• Analizar la calidad de los datos de observación y validar las simulaciones numéricas.
• Seguimiento y verificación de los distintos productos operativos.
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1) Modelo de simulación numérica del mantonivoso
2) Experimento de densidad de nieve reciente
3) Análisis de temporadas invernales
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
• Herramienta de predicción operativa del peligro de aludes a escala de regional.
• En colaboración con Meteo-France.
• Se basa en el esquema de suelo y nieve SURFEX-CROCUS.
• Forzamiento del modelo con datos meteorológicos de HARMONIE.
• Validación del modelo y puesta a disposición de los predictoresoperativos.
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Modelo de simulación del manto nivoso
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Análisis y predicción de la evolución del manto nivosopor macizo, elevación, pendiente y orientación
SAFRAN
Modelo meteorológico
SURFEX/CROCUS
Simulación del manto nivoso
MEPRA
Sistema experto
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
Cadena operacional francesa
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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Surfex/Crocus. Resultados (1)
1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
Evolución del espesor de nieve en el macizo de Navarra a 1500 m, temporada
2012-2013
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Surfex/Crocus. Resultados (2)
1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
Evolución del espesor de nieve en el macizo de Navarra a 1500 m en terreno
llano, temporada 2012-2013
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
Surfex/Crocus. Resultados (3)Evolución del espesor de nieve + DN (izq.) y Tª (dch a.) en el macizo
de Gállego a 2400 m en llano, temporada 2011-2012,
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Espesor de nieve en el macizo de Navarra por altitu des (600 a 2100 m), 40º, 18/02/2013
18/02/2013 31/05/2013
Surfex/Crocus. Resultados (4)
1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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Surfex/CrocusResultados (5)
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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Mepra resultados
Representación gráfica (altitudes/orientaciones) del módulo MEPRA sobre el peligro de aludes en una situación típica de primavera en los
Alpes franceses (9 March 94, 12 UTC)
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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0
50
100
150
200
250
300
01/11
/201
218
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012
05/12
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/12/2
012
08/01
/201
325
/01/2
013
11/02
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328
/02/2
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17/03
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303
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013
24/05
/201
310
/06/2
013
27/06
/201
3
Simulado (Safran)
Observado (Nimet)
Surfex/Crocus. Validación (1)
Espesor de nieve a 1500 m (Belagua).
Temporada 2012-2013
1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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0
50
100
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200
250
0 50 100 150 200 250
Simulado (Safran)
Obs
erva
do (
Nim
et)
Surfex/Crocus. Validación (2)
1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
Espesor de nieve a 1500 m (Belagua). Temporada 2012-2013
R2=0,6088
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TimeAt : 2013-01-25T12:00:00+01:00LocationName : Refugio Respomuso (Ejacetania) Elevation : 2200 mAspect (deg) : 180
TimeAt : 2013-01-25T12:00:00+01:00LocationName : EnavarraObsPointSubType : SCMElevation : 2100 mAspect (deg) : 180Slope angle : 20.0Point location : 42.87611 / -1.07132Global informationsHeight of the snowpack (cm) : 147.228753567Snow water equivalent of the snowpack (mm) : 342.11 5Profile depth (cm) : 147.228753567
Simulado Observado1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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• Potente herramienta para modelizar la evolución del manto nivoso: meteo, nieve, estabilidad, peligro
• En constante desarrollo, lo que supone contactopermanente con la comunidad científica
• Verificaciones estadísticas del modelo forzado con Safran
• Forzamiento de Surfex/Crocus con Harmonie (faltanalgunas variables necesarias como inputs)
• Validaciones y verificaciones
• …
Conclusiones y perspectivas
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1. Modelo de simulación numérica del manto nivoso
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2. Experimento de densidad de nieve reciente
Experimento de densidad de nieve reciente
140 Kg/m3 ≈
100 Kg/m3 =
60 Kg/m3
≈
80 Kg/m3
≈
• Mejorar el conocimiento de los fenómenos de precipitación en forma sólida
• Identificar el carácter distintivo de la nieve reciente en el Pirineo y establecer distribuciones espaciales de sus distintos tipos
• Correlacionar los resultados con estructuras sinópticas
• Archivo de datos de observación para validar modelos numéricos de superficie
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• En el momento de la nevada, la densidad de la nieve depende:
– Del tamaño del cristal– Del tipo (forma)– Del grado de riming– De la velocidad del viento
La densidad de la nieve reciente en el Pirineo aragonés varía entre 60 y 300 kg/m3 (en EEUU entre 10 y 350 Kg/m3).
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2. Experimento de densidad de nieve reciente
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Variación de la densidad de la nieve recienteen función de la temperatura y del viento (según Sergent, 1993)
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2. Experimento de densidad de nieve reciente
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1. Medir la densidad* de la nieve con el tubo de nieve y dinamómetro.
2. Tomar la temperatura de la nieve reciente introduciendo la sonda del termómetro, esperar a que se estabilice y anotar el resultado (TA).
3. Tomar la temperatura del aire dejando a la altura de la cabeza la sonda del termómetro, esperar a que se estabilice y anotar el resultado (TN).
4. Recoger una muestra de la nieve reciente y distinguir los cristales (TC), y su tamaño máximo de un extremo a otro (D). Anotar el resultado.
5. Anotar la dirección (dd) y velocidad (ff) del viento predominante. Utilizar el anemómetro de mano en caso de disponer. Anotar según clave anexa.
6. Fundir la nieve de la muestra y anotar su contenido en agua líquida . (CAL).
Metodología
2. Experimento de densidad de nieve reciente
*Se realizará durante la nevada y cuando ésta alcance espesores de más de 10 cm. Si no fuese posible durante la nevada, no dejar pasar más de una hora desde que haya cesado de nevar. Si es posible repetir el proceso siguiente cuando la nevada supere espesores de 25 cm, 50 cm o más de 75 cm.
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2. Experimento de densidad de nieve reciente
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Construcción de Base de Datos (excel)
2. Experimento de densidad de nieve reciente
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Ángel Orús
0
5
10
15
20
25
30
35
40
50 100 150 200 250 300 350
Densidad nieve (kg/m3)
Por
cent
aje
de e
vent
os
Bachimaña
0
5
10
15
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25
30
35
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50 100 150 200 250 300 350
Densidad nieve (kg/m3)
Por
cent
aje
de e
vent
os
Casa de Piedra
0
5
10
15
20
25
30
35
40
50 100 150 200 250 300 350
Densidad nieve (kg/m3)
Por
cent
aje
de e
vent
os
Góriz
0
5
10
15
20
25
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40
50 100 150 200 250 300 350
Densidad nieve (kg/m3)
Por
cent
aje
de e
vent
os
La Renclusa
0
5
10
15
20
25
30
35
40
50 100 150 200 250 300 350
Densidad nieve (kg/m3)
Por
cent
aje
de e
vent
os
Resultados preliminares (1)
2. Experimento de densidad de nieve reciente
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Seminario Técnico 2014 de seguimiento de becas de formación de posgraduados
Resultados preliminares (2)
Correlación DN/TA Bachimaña R2 = 0,7873
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
-12 -10 -8 -6 -4 -2 0
Correlación DN/TA Casa de PiedraR2 = 0,2591
0
20
40
60
80
100
120
140
-6 -4 -2 0 2 4
2. Experimento de densidad de nieve reciente
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3. Análisis de temporadas invernales
Análisis de temporadas invernales
1. Red nivológica de AEMET: 18 estaciones en el Pirineo y la Ibérica.
2. Clave NIVOMET: Supervisión y corrección de datos.
3. Elaboración de informes (disponibles en http://aragon.aemet.es/):
- Análisis sinóptico y termopluviométrico
- Evolución del manto nivoso
- Gráficas trimestrales (Tª, Pp, Viento)
- Gráficas anuales (viento promedio)
- Datos climáticos
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Climatological comparison of 2011-2012 and 2012-2013 snow seasons in Central and Western Spanish Pyrenees and its relationship with the North
Atlantic Oscillation (NAO)José Antonio Vada 1; Javier Rodríguez-Marcos1; Samuel Buisán1; Ismael San Ambrosio1
Affiliation1: Spanish State Meteorological Agency (AEMET). Territorial Delegation in Aragon, Zaragoza, Spain
3. Análisis de temporadas invernales
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3. Análisis de temporadas invernales
Área de estudio
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• En todos los observatorios la temporada 2012/13 fue más fría que la anterior.
• Las diferencias entre las dos temporadas son menores hacia el E.
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
N D J F M A M Season Winter Spring
Tem
pera
ture
diff
(ºC
)
Respomuso Góriz Ángel Orús La Renclusa
Diferencia de temperatura media mensual, de invierno, primavera y de toda la campaña (2012/13 menos 2011/12).
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3. Análisis de temporadas invernales
Temperaturas
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3. Análisis de temporadas invernales
Precipitación
0
200
400
600
800
1000
1200
N D J F M A M
Seaso
n
DJF
MAM
Acc
umul
ated
pre
cipi
tatio
n [m
m]
Góriz 11/12 Góriz (1981-2011) Góriz 12/13
0
200
400
600
800
1000
1200
N D J F M A M
Seaso
n
DJF
MAM
Acc
umul
ated
pre
cipi
tatio
n [m
m]
Respomuso 11/12 Respomuso 12/13
0
200
400
600
800
1000
1200
N D J F M A M
Seaso
n
DJF
MAM
Acc
umul
ated
pre
cipi
tatio
n [m
m]
Orús 11/12 Orús 12/13
0
200
400
600
800
1000
1200
N D J F M A M
Seaso
n
DJF
MAM
Acc
umul
ated
pre
cipi
tatio
n [m
m]
Renclusa 11/12 Renclusa 12/13
• Precipitación total muy similar en las dos temporadas.
• Diferente distribución temporal de las precipitaciones.
• En observatorios expuestos a flujos del S, mayor precipitación en el invierno 2012/13
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• La temporada 2012/13 presenta un manto bien consolidado ya desde los inicios de Diciembre.
• En la temporada 2011/12 sólo se encuentra un manto bien consolidado en áreas expuestas a flujos N y por encima de 2000 m.s.n.m.
• En observatorios expuestos a flujos S, y a menor altitud, el tanto por ciento de días con nieve en el suelo es mucho mayor en la temporada 2012/13.
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3. Análisis de temporadas invernales
Manto nivoso
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3. Análisis de temporadas invernales
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Seminario Técnico 2014 de seguimiento de becas de formación de posgraduados
3. Análisis de temporadas invernales
Manto nivoso
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• Controla la fuerza y dirección de los vientos del oeste y la formación de borrascas en el Atlántico Norte.
• Predecible a escala estacional (ej: próximo invierno) con un nivel razonable de confianza.
• Se podría utilizar su predicción estacional de cara a planificar las temporadas invernales.
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3. Análisis de temporadas invernales
Relación con la NAO
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Correlación muy clara entre la NAO de la temporada invernal y la evolución de la temperatura y la precipitación en Góriz, tanto en la
serie normal (1981-2010) como en los dos últimos inviernos.
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
T G
óriz
(ºC
) &
NA
O in
dex
T Góriz Tavg Góriz (1981-2011) NAO index
0
200
400
600
800
1000
1200
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
Pcp
Gór
iz (m
m)
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
NAO
inde
x
Pcp Góriz Pcp median Góriz (1981-2011) NAO index
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3. Análisis de temporadas invernales
Relación con la NAO
p = 0.607p_val = 0.001
p = -0.525p_val = 0.005
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Buena relación entre la NAO de la temporada invernal y variables del tiempo (T, Pp) en los observatorios analizados, con menor influencia
en los que están más expuestos a flujos del N.
Invierno Índice NAO
(DJFM)
2011/2012 1.022012/2013 -0.77
ComportamientoTemperatura / Precipitación
Normal / Extremadamente secoMuy frío / Muy húmedo
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Relación con la NAO
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