SIMPOSIO: EVENTOS HIDROMETEOROLOGICOS EXTREMOS Y CAMBIO CLIMATICO EN EL PERU

“VIENTOS EXTREMOS EN LA COSTA PERUANA, CAUSAS Y EFECTOS”

Ing. Wilmer Alizar Pulache VilchezCIP 90733

24 MARZO 2010

HUACACHINA Y SUS DUNAS

Servicio Nacional de Meteorologia e Hidrologia –

SENAMHI

1.- INTRODUCCION.Fenómeno importante: vientos moderados a fuertes (Brisa fuerte a Temporal) = 22 kt a 47 kt// 39-88 km/h (Paracas: perjudica las diferentes actividades del hombre).

Problemas: transporte de arena (dunas y medanos); reduce la visibilidad (mínima).

Los lugares afectados: Principalmente las ciudades de Nazca y Ica;

Extensión: litoral costero.

Investigación: causas y Modelo que nos permita alertar a la población ante la ocurrencia de dicho evento.

Aplicación: Prevención mediante un pronóstico con mucha anticipación.

¿Vientos fuertes o extremos solo se presentan en Ica?

Determinar las causas atmosféricas que generan la ocurrencia de los vientos fuertes en la costa peruana.

OBJETIVOS.

EVENTOS EXTREMOS-Impactos (noticias) e Intensidad (valor de estacion)•04 de agosto 2003•07 de Octubre 2004•10 de septiembre 2005; derribo algunas palmeras•31 de diciembre 2009; lloviznas intensas en Lima

11 de septiembre 2005

ANTECEDENTES- Entre los años 2004 y 2005 se registraron lluvias de arena de hasta 60 kilómetros por hora en la provincia de Ica. El fenómeno atmosférico se extendió por varias horas a lo largo del litoral de los departamentos de Tacna, Moquegua, Arequipa y Lima.

BASE TEORICA CIENTIFICA

� CAPAS ATMOSFERICAS� ANTICICLON DEL PACIFICO SUR� CORRIENTE EN CHORRO� VORTICIDAD POTENCIAL � ESPESORES� PRINCIPIO:BERNOULLI/ TUBO DE

VENTURI

1. CAPAS DE LA ATMOSFERALa tropósfera: hasta 9 Km (tropopausa) en los polosHasta 18 km en el ecuador. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

La estratósfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa.TROPOPAUSA. CAPA QUE SEPARA LA TROPOSFERA DE LA ESTRATOSFERA. ES ESTABLE, IMPIDIENDO QUE EL AIRE TROPOSFERICO INGRESE A ESTRATOSFERA

TROPOPAUSA

tropósfera

Estratósfera

(APS)

2. ANTICICLON DEL PACIFICO SUR (APS)

Ubicación: cinturón subtropical (30 a 40ºs);

Efectos: subsidencia sobre la costa occidental de Sudamérica, que ocasiona la presencia de nubosidad baja , lloviznas especialmente en época de invierno.

FIGURA: CARACTERISTICAS ATMOSFERCASDEL APS. TOMADO POR SANCHEZ, 1992.

Zona tubular de vientos máximos mayores a 70 nudos(110 km/h);que depende directamente del gradiente horizontal de

temperatura (Holton, 1979). Esto es señal de la existencia de dosmasas de aire con una frontera que las separa.

En el Aviation Weather Center/Transition Aviation Programa, en el Centro de Pronósticos Mundiales en Washington D.C.,

Jet Subtropical 340°K sobre los 10,440 mgp (típicamente 10680mgp.).

Rama Norte del Jet Polar 330ºk entre 10,200 y los 10,440 mgp.

Rama Sur del Jet Polar 320°K bajo los 10,200 mgp (típicamente

entre 10080 y 9960mgp.).

3. CORRIENTE EN CHORRO(JET) DE NIVEL SUPERIOR 250 hPa.

Masa aire fria

Masa aire calido

4. VORTICIDAD POTENCIAL (PV).VORTICIDAD ABSOLUTA. Es la vorticidad relativa más la rotación

de la tierra (coriolis).

ESTABILIDAD ESTATICA. Depende de la estratificación de la atmósfera, es decir del gradiente vertical de temperatura.

VORTICIDAD POTENCIAL (PV). Se define como el producto entre la vorticidad absoluta y la estabilidad estática.

PhD. Uccelini del Servicio Meteorológico de los USA, utiliza este concepto de vorticidad potencial para evaluar el intercambio energético y analizar la intrusión de aire o masa Estratosférica en la Troposfera.

Como la tropopausa es el límite entre troposfera y estratosfera,en definitiva permite estudiar hundimientos de la tropopausa.

Definición matemática de la vorticidad potencial:

gpfPR /

)(���

� ��

� gpf

pfgP

/)()(

���� �

� ����

���

���

���

���

Rossby:

Ertel

vorticidad relativa , f parámetro de coriolis, g aceleración de la gravedad, p presión

Relative vorticity in isentropic coordinatesMinus sign: makes PV positive since pressure decreases upward

��

Las ondas en el campo de PV corresponden a ondas en la corriente en chorro

PV alto a la izquierda de jet (John W. Nielsen-Gammon)

Hoskins et al., (1985): Tropopausa dinámica entre 1.5 - 2.0 PVUOMM (1986), tropopausa dinámica con un mínimo de 1.6 PVU

Nielsen-Gammon (1995), bandas de tropopausa; valores entre 1.5 -3.0 PVU.

Morgand and Nielsen-Gammon (1998) and Bell-Bosart (1993), sedeterminó la PV en el nivel isobárico de 300 hPa. (1PVU=-10-6.m2.K.s-1.kg)

>=+2 PVU

<=-2 PVU

8 KM

12 KM

12 KM

8 KM

H NORTE

H SUR

PV

James T. Moore

Saint Louis University

Cooperative Institute for Precipitation Systems

Esto expresa que en un fluido perfecto (sin viscosidad, nirozamiento) en régimen de circulación por un conductocerrado, la energía que posee el fluido permanececonstante a lo largo de su recorrido.La Ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de unfluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.

v = velocidad del fluido a lo largo de la línea de corriente g = constante gravitatoriay = altura geométrica en la dirección de la gravedadP = presión a lo largo de la línea de corriente � = densidad del fluido Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:�Viscosidad (fricción interna) = 0 �Caudal constante�Fluido incompresible - � es constante �La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente

4. PRINCIPIO DE BERNOULLI

Es un dispositivo que incorpora una simple convergencia ydivergencia a través de una sección y usa los principios deBernoulli para relacionar la velocidad con la presión delfluido. Este principio enuncia que cuando un liquido o gaspasa por una sección estrecha entonces en aquel puntodisminuye la presión pero aumenta la velocidad

5. TUBO DE VENTURI

�� /)2*)21(2( *12 PPVV ���

CASOS A ESTUDIAR

AGOSTO 2003

OCTUBRE 2004

SETIEMBRE 2005

31 DICIMEBRE 2009

Jet: 04 agosto 12z

Jet: 10 setiembre 12z

Jet: 07 octubre 12z

CONFIGURACION TIPICA DEL JET (250 hPA/10500m) DURANTE EL EVENTO PARACAS

Jet: 31 diciembre 12z

04 agosto 12z

10 setiembre 12z

07 octubre 12z

VORTICIDAD POTENCIAL 300 hPA (9000 m)

40°S, 75°W 33°S, 75°W

33°S, 75°W

potencial: : 31 diciembre 12z

Espesor 100-300 hpa: 04 agosto 12z

Espesor 100 - 300: 10 setiembre 12z

Espesor 100-300 hpa: 07 octubre 12z

Espesor 100 - 300: 01 enero 12z

Espesor 100-300 hpa (dia actual menos anterior)

Espesor 850-1000 hpa: 04 agosto 12z

Espesor 850-1000 hpa: 10 setiembre 12z

Espesor 850-1000 hpa: 07 octubre 12z

ESPESORES850 - 1000 Hpa

Espesor 850-1000 hpa: 01 enero 12z

05 DE AGOSTO 2003 HORA 18 UTC 07 DE OCTUBRE 2004 HORA 18 UTC

10 DE SETIEMBRE 2005 HORA 18 UTC

SISTEMAS DE PRESION A NIVEL DEL MAR

01 DE ENERO 2010 HORA 12 UTC

La c

ord

iller

a –

can

aliz

a el

flu

jo d

e ir

e en

niv

eles

baj

os

N=1022 hPA

0=1030 hPA

N=1021 hPA

0=1028 hPA

N=1023 hPA

0=1040 hPA

N=1019 hPA

0=1024 hPA

Velocidad del viento: 04 agosto 18z

Velocidad del viento : 10 setiembre 18z

Velocidad del viento : 07 octubre 18zVELOCIDAD DEL VIENTO 1000 Hpa (cerca a la superficie)

Velocidad del viento : 01 enero 2010 12z

CORTES03 – 05 AGOSTO 2003

CORTE: LATITUD 40º S

VIENTOS TOTALES Y VERTICALES�, JET CHORRO, VORT. REL (VP).

03/08

04/08

CORTE: LATITUD 33º S

Nivel de la tropopausa Velocidad total y vertical

04 agosto

03/08

04/08

03 agosto

Corte: 20º S

Nivel de la tropopausa Velocidad total y vertical 03 agosto

04 agosto

Corte: 15º S

Temperatura potencial Velocidad total y vertical

03/08

04/08

03 agosto

04 agosto

CASO: 06 - 07 OCTUBRE 2004

CORTE: LATITUD 33º S

Nivel de la tropopausa Velocidad total y vertical 06 octubre

07 octubre

CASO: 09 - 10 SETIEMBRE 2005

CORTE: LATITUD 33º S

Nivel de la tropopausa Velocidad total y vertical 09 SETIEMBRE

10 SETIEMBRE

NACIMIENTO DEL EVENTO

AGOSTO 2003

AGOSTO 2003

66-84 HR

DATOS Y GRAFICOS DE ESTACIONES METEOROLOGICAS

SONDAJES

ANTOFAGASTA STO DOMINGO PTO MONTT

02

03

04

EFECTOS DEL HUNDIMIENTO DE LA TROPOPAUSA EN LA COSTA PERUANA

FUERZA O INTENSIDAD DEL VIENTO EN KT

38

25

24.7

19

1115

36.7

32

25

18

1522

41.9

38.7

28.9

18

1017

1114

10

4 7

PRESION ATMOSFERICA DE SUPERFICIE

GRAFICO 6: VARIACION ESPACIAL DIARIA DE LA PRESION ATMOSFERICA A NIVEL DEL MAR (Hpa). PERIODO: 1-8 DE AGOSTO 2003

TACNA

ILO

NAZCA

PISCO

LIMA

CHIMBOTE

TRUJILLO

CHICLAYO

PIURA

A

PERIODO: 1-8 DE AGOSTO 2003

A

A

A

B

B

B

A

A

B

BB B

A A

AB

A

BBB

B

A

A

A

GRAFICO 11: VARIACION ESPACIAL DIARIA DE LA PRESION ATMOSFERICA A NIVEL DEL MAR (Hpa). PERIODO: 4-11 DE OCTUBRE 2004

TACNA

ILO

NAZCA

PISCO

LIMA

CHIMBOTE

TRUJILLO

CHICLAYO

PIURA

A

A

A

B

B

B

A

B

B B

A A

AB

A

BB

B

A

A

A4 5 6 7 8 9 10 11

DIAS

BB

B

GRAFICO 16: VARIACION ESPACIAL DIARIA DE LA PRESION ATMOSFERICA A NIVEL DEL MAR (Hpa). PERIODO: 7-14 DE SETIEMBRE 2005

TACNA

ILO

NAZCA

PISCO

LIMA

CHIMBOTE

TRUJILLO

CHICLAYO

PIURA

A

A

B

B

B

A

A

B

B B

A A

AB

A

B

B

A

A

A

7 8 9 10 11 12 13 14DIAS

B B

B

VISIBILIDAD

GRAFICO 17 C: VARIACION DIARIA DE LA PRECIPITACION EN LA COSTA PERUANA EN OCTUBRE 2004

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DIAS

PRECIPITACIO

N(m

m)

TACNA LIMA LAMBAYEQUE NAZCA PISCO TRUJILLO PIURA

GRAFICO 17 b: VARIACION DIARIA DE LA PRECIPITACION EN LA COSTA PERUANA EN AGOSTO 2003

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DIAS

PREC

IPITACIÓ

N (m

m)

TACNA LIMA NAZCA PISCO TRUJILLO LAMBAYEQUE PIURA

PRECIPITACION

GRAFICO 17 d: VARIACION DIARIA DE LA PRECIPITACION EN LA COSTA PERUANA EN SETIEMBRE 2005

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

DIAS

PREC

IPITACIO

N (m

m)

TACNA NAZCA PISCO LIMA TRUJILLO CHICLAYO PIURA

PRECIPITACION

MODELO BIPOLAR DE PRESION ATMOSFERICA EN EL LITORAL

PERUANO

04 DE AGOSTO 2003

07 DE OCTUBRE 2004

B

B

B

AA

A

A

A

10 DE SETIEMBRE 2005

B

B

B

BA

A

A

A

A

A

A

AB

B

B

B

A

Imagen del 07 de octubre 2004

A

31 DICIEMBRE 2009 18Z

GR

AF.

VIE

NTO

S M

AX

IMO

S Y

PR

ESIO

N A

TMO

SFE

RIC

A D

E LA

C

OS

TA P

AR

A E

L 31

DE

DIE

MB

RE

2009

05101520

TACNA

ILO

NAZCA

PISCO

LIMA

CHIMBOTE

TRUJILLO

CHICLAYO

PIURA

1008

1010

1012

1014

1016

1018

P.A

TMO

SFE

RIC

AVI

EN

TOS

MAX

IMO

S

B

B

B

B

A

A

A

A

A

A

A

AB

B

B

B

A

Imagen del 07 de octubre 2004

A

Paracas = f (APS, chorro, VP, INT BIPOLOS)

•Aplicación de la ecuación de Bernoulli para determinar la ocurrencia de un evento “Paracas”

CAUSAS DEL VIENTO FUERTES EN LA COSTA PERUANA

1 LA EXPLICACION SE ENCUENTRA A MILES DE KILOMETROS DE LA COSTA

2 HUNDIMIENTO DE TROPOPAUSA HASTA 400 Hpa. (VORTICIDAD POTENCIAL)

3 VAGUADA CON CORRIENTE EN CHORRO (PROXIMO A LA COSTA DE PERU)

4 ANTICICLON DEL PACIFICO SUR –APS (INCREMENTO SIGNIFICATIVO Y CALLEJON DE BAJAS PRESIONES A LO LARGO DE LA COSTA DE CHILE Y PERU)

5 FACTORES LOCALES (BIPOLOS DE PRESION ATMOSFERICA). INCREMENTO DE LA INTENSIDAD DEL VIENTO EN LAS ZONAS DE BAJA PRESION: ICA, CHIMBOTE, TRUJILLO – CHICLAYO Y PIURA; PERO SON MAS INTENSOS EN ICA CON VELOCIDADES QUE SUPERAN LOS 30 NUDOS. EN MENOR INTENSIDAD EN LA ZONA DE ALTA PRESION: TACNA, LIMA, TRUJILLO

7 LEVANTAMIENTO DE POLVO Y ARENA SOBRE LA CIUDAD DE ICA.

8 OCURRENCIA DE LLOVIZNAS EN TACNA Y LIMA.

9 LOS PRONOSTICOS DE LOS MODELOS GLOBALES Y REGIONALES REPRESENTAN BIEN LAS CARACTERISTICAS FISICAS DE 3 A 4 DIAS DE ANTICIPACION.

CONCLUSIONES

GRACIAS A TODOS USTEDES

A DIOS POR PERMITIRNOS ENTENDER EL COMPORTAMIENTO DE LA NATURALEZA ATMOSFERICA

CONSULTAS: wpulache@senamhi.gob.pewapulache@yahoo.es