Varias técnicas de diagnóstico de la predicción del tiempo se han desarrollado a lo largo de los siglos, especialmente durante el XX ° siglo , antes del desarrollo de las computadoras . A veces hablamos de " reglas prácticas ".
Desde que el ser humano ha estado mirando al cielo, la observación de las condiciones meteorológicas durante períodos prolongados ha permitido establecer relaciones entre las condiciones y su variación a más o menos largo plazo. La técnica más sencilla fue creer en la persistencia del tiempo, seguida de la tendencia climatológica y estadísticas por caso similar.
La Escuela Noruega de Meteorología difundió el modelo de ciclogénesis de sistemas de baja presión de latitud media ya en 1919 , relacionando las variaciones en las condiciones de presión y temperatura con la dinámica de los fluidos atmosféricos. En 1922 , Lewis Fry Richardson propuso una forma de calcular iterativamente las ecuaciones primitivas para evaluar el desplazamiento de las mismas. Sin embargo, antes del desarrollo de las computadoras, no había forma de resolver las ecuaciones de manera oportuna.
A continuación, varios meteorólogos analizaron casos típicos de desarrollo de sistemas meteorológicos y extrajeron de ellos reglas que permitieron conocer la velocidad e intensidad de la evolución de las depresiones según los parámetros iniciales disponibles. De hecho, son técnicas que se basan en teorías y estadísticas meteorológicas . Por tanto, no son el resultado de la casualidad o la intuición .
Desde la década de 1970 , las computadoras han hecho posible gradualmente utilizar datos meteorológicos para resolver ecuaciones en tiempo real. La predicción meteorológica numérica así obtenida está mejorando año tras año, tanto en la duración del período de pronóstico en el espacio de resolución . Los modelos numéricos, sin embargo, por definición tienen inestabilidades computacionales, debido a la naturaleza caótica de la atmósfera , que puede distorsionar los resultados. Por lo tanto, todavía se utilizan técnicas empíricas para proporcionar al meteorólogo una evaluación independiente de la situación meteorológica.
La forma más fácil de pronosticar el clima es asumir que las condiciones no cambiarán. Es una técnica bastante limitada porque, por definición, el ambiente está cambiando. Sin embargo, en determinadas condiciones estables, se puede utilizar la persistencia. Estas condiciones se encuentran en particular en verano en los trópicos, donde la circulación atmosférica de los vientos alisios es constante y el clima experimenta un ciclo diurno de calentamiento que genera tormentas, seguido de un ciclo nocturno estable con cielos despejados. Lo mismo ocurre en situaciones de bloqueo meteorológico donde el tráfico de altitud se compone de depresiones aisladas del tráfico general. Dependiendo del caso, la persistencia puede resultar útil durante unas horas o algunas semanas.
El cambio en la presión atmosférica es utilizada por los navegadores y los pronosticadores de la XIX XX siglo . El primero utilizó esto para juzgar el tipo de sistemas atmosféricos que se mueven hacia ellos. Así, una bajada de presión indica la llegada de un barométrico bajo o depresión, signo habitual de mal tiempo. Por otro lado, un aumento es señal de la llegada de un sistema de alta presión con buen tiempo. En este contexto, cuanto más rápido es el cambio de presión, más rápido e intenso es el cambio de condiciones.
Por otro lado, los meteorólogos dibujan mapas de presión y su variación a partir de los informes de las estaciones meteorológicas para obtener una visión general de la atmósfera. Se observó que una variación de varios hecto- Pascal h está relacionada con una intensificación del movimiento vertical. Esto implica la producción de nubes y precipitación si la presión baja y se libera si aumenta. Detectar estas variaciones en los gráficos permite al pronosticador hacer extrapolaciones a corto plazo.
Observar el cielo, las nubes y su forma puede extraer información que puede predecir cambios a corto plazo. Estas observaciones se tradujeron una vez en un dicho como "Sol rojo en la noche que indica buen tiempo para el día siguiente" . Los informes meteorológicos que envían periódicamente las estaciones meteorológicas contienen abundante información sobre el tipo de nubes, el techo, su espesamiento o disminución de la cobertura. Antes de la introducción de imágenes de satélites meteorológicos, esta era la única forma de extrapolar la extensión de la cobertura de nubes a partir de las observaciones. Este conocimiento de las condiciones del cielo y su tendencia es siempre fundamental a corto plazo.
La teoría de los frentes meteorológicos desarrollada por los noruegos describe el ciclo de vida de una latitudes bajas a medias a lo largo de la banda de temperatura que separa las masas de aire en la Tierra . Todo está relacionado con el movimiento del aire frío hacia el ecuador y el aire caliente hacia los polos . Por tanto, lo fundamental es localizar las zonas donde se puede doblar la cinta isotérmica para dar este desplazamiento. La técnica de inyección de aire frío intenta estimar esto.
El establecimiento de una corriente de aire frío, que se extiende solo unos pocos cientos de kilómetros de ancho y que obviamente pasa a través de isotermas de frío a caliente, se denomina inyección de frío. Este fenómeno suele estar relacionado con una caída a 850 hPa y resulta muy eficaz como mecanismo de ciclogénesis. Para llegar a un pronóstico para el desarrollo de una depresión meteorológica, se toman los siguientes pasos:
Para determinar la presencia de una inyección de frío verdaderamente eficaz, buscamos una franja de isotermas que se ubica al sur de 38 ° N en el mapa de 850 hPa, cuya diferencia de temperatura entre los dos lados de la franja de isotermas sea de al menos 15 ° C y cuya velocidad del viento, que trae aire frío, supera los 40 km / h. Una vez que hemos encontrado tal situación, seguimos el centro de la zona de aire frío en los mapas meteorológicos disponibles y extrapolamos su movimiento futuro.
Para comprobar si la inyección será favorable para una excavación, la inyección no debe estar al sur del flujo general y el ángulo entre el flujo de aire y la inyección debe ser lo suficientemente grande (no paralelo). Lo que más favorece el desarrollo de una depresión superficial será: una vaguada de presión a 500 hPa, cuya amplitud es importante y una posición de la inyección fría de 850 hPA que se encuentra al oeste de esta vaguada. Dependiendo de la posición e intensidad de estos parámetros, se pueden utilizar tablas para estimar la posibilidad e intensidad del desarrollo de una depresión superficial en las próximas 12 a 18 horas.
La técnica de George se desarrolló para predecir desarrollos explosivos en la costa este de los Estados Unidos de América durante el invierno. Este método es útil porque es una región donde hay pocos datos disponibles e, incluso hoy, los modelos numéricos tienen dificultades para predecir este tipo de eventos. Fue desarrollado mediante la recopilación de datos de varios casos de desarrollo marítimo. Por tanto, es de carácter estadístico y da indicaciones sobre la excavación, la velocidad y la dirección de desplazamiento de las depresiones. Los tres parámetros utilizados como predictores son:
Se ha encontrado que, en general, las depresiones superficiales que se desarrollan tienden a estar bajo una circulación de altitud de 500 hPa que sigue contornos abiertos, es decir, que las líneas de las isohipses se desvían entre sí. Aquellos que rellenan tienden a terminar bajo contornos cerrados. Los mínimos que crecen mucho tienden a estar en el centro de la corriente a 500 hPa, mientras que los que crecen menos están más al borde de la corriente. Asimismo, las depresiones que llenan mucho se encuentran dentro de un mayor número de contornos cerrados que las que llenan menos.
Intensidad de excavaciónSe ha encontrado que la intensificación de las depresiones está generalmente asociada con una corriente intensa y un gradiente térmico a 500 hPa. Además, las depresiones que se desarrollan (se llenan) explosivamente casi siempre se mueven rápidamente (lentamente). La profundidad de la depresión se puede determinar utilizando los siguientes dos parámetros:
Usando una tabla de diferencias de altura en comparación con las diferencias de temperatura, especialmente diseñada para este propósito, el meteorólogo puede estimar la tasa de profundización de la depresión superficial durante las próximas 24 horas. Sin embargo, esta técnica no proporciona un método para la velocidad de llenado de las depresiones.
CambiandoLa velocidad de desplazamiento se obtiene midiendo los gradientes de altura y temperatura a 500 hPa por encima de la presión negativa. La unidad de medida es 7 grados de latitud y el punto central es la depresión misma. Al igual que con la excavación, al medir la pendiente de altura, solo se tienen en cuenta los contornos abiertos. Otra tabla da la velocidad en grados de latitud por día a partir de los dos parámetros medidos.
Para predecir la dirección de viaje, las diferentes situaciones a 500 hPa se han clasificado en 8 categorías que dependen de la posición de la depresión superficial bajo el flujo de altitud (en el borde exterior, en el centro, cerca del borde interior, antes o después un canal) y en la forma del propio flujo (cóncavo, convexo, con centro cerrado, etc.). El primer paso es encontrar el que mejor se adapte a la situación actual. Una vez hecho esto, seguimos las indicaciones dadas para la categoría en la que nos encontramos.
Uno de los problemas difíciles que debe resolver un meteorólogo operativo es determinar cuándo comenzará a abrirse una baja fría y se moverá corriente abajo en la corriente al nivel de 500 hPa. Una depresión fría (donde encontramos una cúpula de aire frío o gota fría ) es una circulación cuyos contornos de presión están cerrados desde la superficie a 500 hPa y cuyas isotermas (líneas de temperaturas iguales) son paralelas a las isobaras . Las bajas frías pueden permanecer casi estacionarias durante varios días, manteniendo condiciones nubladas y precipitaciones en forma de chubascos siempre que permanezcan frías y cerradas. Sin embargo, eventualmente se abren y las áreas que estuvieron nubladas durante varios días se aclaran. Los modelos numéricos a veces tienen dificultades para determinar este momento.
Sin embargo, existen ciertos signos que son precursores de la aparición de una depresión por frío. El meteorólogo WK Henry del Servicio Meteorológico Nacional ha realizado un estudio exhaustivo del fenómeno y derivó una regla que lleva su nombre:
Una baja fría se abrirá y comenzará a moverse en la corriente cuando una caída de presión importante, en la misma corriente que la baja fría, se acerque a 1200 millas náuticas (20 grados de latitud ) del centro del mar. Depresión fría.
La técnica Dvorak , desarrollada en 1974 por Vernon Dvorak , es un método de evaluación subjetiva de la intensidad de los ciclones tropicales basado en el estudio de fotografías satelitales de espectros visibles e infrarrojos . La técnica fue desarrollada buscando en ciclones tropicales de la misma intensidad similitudes entre su apariencia en fotos visibles y su temperatura en infrarrojas. La técnica también tiene en cuenta el cambio de estas características durante el desarrollo o debilitamiento de los sistemas. La estructura y organización de los sistemas tropicales se comparan a lo largo del tiempo cada 24 horas para determinar sus etapas de desarrollo.
En el espectro visible, la etapa de desarrollo se clasifica según la aparición de nubes en el centro del sistema y en los brazos espirales que lo rodean en relación a patrones conocidos. En el infrarrojo, buscamos la diferencia de temperatura entre el ojo caliente, si lo hay, y el pico de las tormentas que lo rodean para estimar la intensidad del ciclón (cuanto mayor es la diferencia, mayor es el pico de tormentas eléctricas alto y el más intensos son).
Varios centros de predicción de ciclones de todo el mundo utilizan esta técnica.