PARÁMETROS QUE DETERMINAN EL CÁLCULO DE LA COTA DE NIEVE
La nieve es un hidrometeoro que puede condicionar mucho las actividades diarias, sobretodo si la nevada se produce en una ciudad, como pudimos comprobar a comienzos de 2021 en urbes como Madrid, Toledo ó Zaragoza.
Por eso es muy importante calcular correctamente la cota de nieve. Una discrepancia de 200/300 metros de altitud en el pronóstico puede marcar la diferencia entre un día frío de lluvia o aguanieve, y el colapso de una ciudad.
Para las áreas de montaña también es importante afinar en el pronóstico, ya que los deportes de invierno mueven mucho dinero y las previsiones condicionan mucho la actividad de las estaciones de esquí.
La cota de nieve se define como la altitud límite de la nevada, es decir, de la transición de nieve a lluvia. Y este cálculo es más complejo de lo que puede parecer.
geometría de los copos de nieve
La cota de nieve depende de múltiples factores que pasaré a comentar brevemente.
El predictor utiliza los modelos numéricos cómo herramienta para obtener el valor de las distintas variables que le permitirán hacer el cálculo.
Lógicamente si no hay previsión de precipitaciones la cota de nieve será menos útil, pero un parámetro como la altitud de la isoterma 0ºC seguirá siendo de gran utilidad para el pronóstico.
Vamos por tanto a detallar los parámetros que determinan este cálculo:
Temperatura a 850 hpa
Los 850 hpa son un valor de presión atmosférica que suele situarse alrededor de los 1500 metros de altitud. La temperatura a ese nivel de presión es muy representativa de la masa de aire que nos afecta en niveles medios y bajos, ya que es un nivel suficientemente alejado del suelo cómo para que los accidentes geográficos no influyan y no se noten los cambios de temperatura entre el día y la noche.
Umbrales de temperatura muy representativos a este nivel y en estas latitudes son la isoterma 0ºC, la isoterma -5ºC y la isoterma -10ºC.
Conociendo el número de días que han penetrado en nuestro país la isoterma 0ºC y la isoterma -5ºC podemos hacer un balance de lo frío ó templado que ha sido un invierno.
Isoterma 0ºC
Este parámetro es merecedor de una mención especial ya que marca el punto de congelación y por encima del mismo la masa de aire ya se situaría en valores negativos, salvo en determinadas situaciones de inversión térmica.
Ojo porque la altitud de la isoterma 0ºC no coincide con la cota de nieve. La cota suele estar unos 100/150 metros por debajo del nivel de congelación, ya que los copos de nieve suelen comenzar a derretirse cuando nos acercamos a +1ºC, aunque esto vá a depender de la humedad relativa del aire como comentaré posteriormente.
Temperatura a 500 hpa
Los 500 hpa son un nivel de presión que suele situarse alrededor de los 5500 metros de altitud.
Observando sólo la temperatura en niveles medios (850 hpa) podemos cometer un error muy grosero a la hora de calcular la cota de las nevadas.
El aire frío en niveles altos (500 hpa) es el responsable de la convección profunda y por tanto de las corrientes ascendentes y descendentes en el seno de la masa de aire.
Mucho aire frío en altura suele provocar desplomes de la cota de nieve cuando el cielo se cierra y descarga chubascos de cierta entidad. En esos momentos las corrientes descendentes arrastran aire muy frío desde niveles altos hacia la superficie.
Por tanto, cuanto más frío penetre en altura, con las mismas isotermas a 850 hpa, más baja será la cota de nieve prevista.
Umbrales de temperatura muy representativos a este nivel y en estas latitudes son la isoterma -25ºC, la isoterma -30ºC y la isoterma -35ºC.
En muy pocas ocasiones penetran en la Península Ibérica isotermas por debajo de -35ºC al nivel de 500 hpa, menos aún en el contexto climático actual. En la década de los 80 del siglo pasado eran bastante más frecuentes las irrupciones de aire polar ó ártico con la -35 ó menos a 500 hpa.
Altura Geopotencial
Cuando recalco que el nivel de presión de 850 hpa 'suele' situarse alrededor de 1500 metros de altitud, mientras el nivel de presión de 500 hpa 'suele' situarse alrededor de 5500 metros de altitud, lo hago porque en situaciones anticiclónicas estos niveles de presión están por encima de estas altitudes y en configuraciones de bajas presiones están por debajo.
Eso implica que obviamente no es lo mismo tener mapas con las isoterma 0ºC a 850 hpa en un entorno anticiclónico, ya que esa isoterma podría situarse a 1600/1700 msnm, que tener mapas de vaguada con la isoterma 0ºC a 850 hpa, ya que en este caso esa temperatura podría situarse a 1300/1400 msnm. El cálculo de la cota de nieve cambia mucho del primer escenario al segundo, a pesar de que en ambos mapas veamos la misma isoterma 0ºC a 850 hpa.
Digamos que en una dorsal/cresta anticiclónica la atmósfera está más alta (altos geopotenciales), mientras que en una vaguada la atmósfera está más baja (bajos geopotenciales).
La altura geopotencial es precisamente la altitud a la que se encuentran los distintos niveles de presión.
Cuanto más baja sea la altura geopotencial para los niveles de 500 hpa y 850 hpa más baja estará la cota de nieve.
Humedad relativa
Con altas humedades relativas los copos de nieve se funden rápidamente cuando la temperatura supera el punto de congelación.
Sin embargo en el seno de una capa de aire más seca, la nieve puede precipitar sin transformar a lluvia incluso con temperaturas de +3ºC ó +4 ºC.
Esto se debe a que, con bajas humedades, la película de agua que se forma alrededor del copo cuando este comienza a derretirse se evapora, absorbiendo calor del propio copo y del aire circundante en el proceso. De esta forma los copos tardan más en fundirse.
Esta circunstancia suele darse con irrupciones de masas de aire frío de origen continental que son mucho más secas que las de origen polar marítimo. Eso sí, los acumulados de precipitación también son mucho más escasos en las primeras que en las segundas.
Viento y proximidad al mar
La intensidad y la procedencia del viento son otros de los factores que determinan la cota de nieve.
El viento moderado ó fuerte provoca agitación térmica y mezcla turbulenta, de manera que por ejemplo en una ciudad costera como Gijón podemos tener isotermas en capas medias y altas favorables para cota de nieve a nivel del mar, y sin embargo debido al viento moderado de procedencia marítima estar con una temperatura de +4ºC/+5ºC y precipitación líquida.
Y por contra en zonas de litoral Cantábrico con flujo débil de componente terral puede nevar con isotermas en altura no tan favorables para nieve a nivel de mar.
Sin duda la cercanía al mar es uno de los factores que más influye en la cota de nieve prevista, debido al factor moderador de las temperaturas que ejercen las grandes masas de agua salada.
Cuando está prevista nieve en cotas muy bajas, debemos diferenciar entre la cota para el litoral y la cota para zonas bajas de interior con menor influencia marítima.
Gradiente vertical de temperatura
En condiciones normales la temperatura desciende con la altura en la troposfera libre.
El gradiente de temperatura promedio es de 6,5ºC cada 1000 metros.
Si tenemos una masa de aire seca en la que no hay condensación de vapor de agua, tenemos gradiente adiabático seco, con un descenso de 10ºC por cada 1000 metros de ascenso.
Sin embargo cuando nos movemos en la vertical de una masa de aire saturada, en la que si que hay condensación del vapor de agua, el descenso puede llegar a ser de sólo 5ºC cada 1000 metros (1 grado cada 200 metros).
Esto implica que cuando en el transcurso de episodios fríos invernales tenemos momentos de precipitación abundante y constante con la atmósfera saturada, la temperatura aumenta más lentamente al descender de altitud. Una isoterma -4ºC a 1400 metros de altitud podría indicar que la isoterma 0ºC está situada a tan sólo 600 metros y la cota de nieve sería de unos 450/500 msnm,
En situaciones de inversión térmica el aire frío queda retenido en la capa de aire cercana al suelo, por ejemplo en valles de interior, y eso puede facilitar que si posteriormente penetra un frente frío, los copos de nieve no se fundan y la cota sea inferior a la que se calcularía en condiciones de gradiente vertical normal.
Efecto orográfico
En los valles rodeados por montañas y otras zonas cóncavas, la masa de aire no se renueva cómo en las zonas llanas abiertas.
Cuando tenemos un episodio frío con precipitación continua abundante, la nieve puede empezar cayendo en las laderas y acabar cayendo en el fondo del valle. Esto se debe a que para fundirse (paso de estado sólido a líquido) los copos de nieve absorben calor del entorno y el aire del fondo del valle acaba enfriándose. Por este motivo la cota de nieve puede ser más baja en estas zonas cóncavas cerradas que en otras zonas próximas más abiertas.
Este efecto suele ocurrir durante los episodios invernales en el Valle del Baztan en Navarra ó en las cuencas mineras asturianas, por poner dos ejemplos.
Creo que ha quedado claro que el cálculo de la cota de nieve no es tarea sencilla.
Pero veamos si tenemos previsión de nevadas para la próxima semana, y si es así, apliquemos lo comentado anteriormente al cálculo de la cota.
Pues bien, es probable que el jueves 28 se rompa el dominio anticiclónico con el paso de un frente de muy poca entidad.
Las temperaturas se mantendrán en valores normales para la época del año a inicios de semana.
En Zaragoza, por ejemplo, las máximas no pasarán de +12ºC/+13ºC mientras las mínimas rondarán los 0ºC/+1ºC.
Por su parte en una ciudad mesetaria como León los días serán fríos, con mínimas de -3ºC/-4ºC y máximas de +5ºC/+6ºC.
Y será coincidiendo con los dos últimos días del año 2023, sábado 30 y domingo 31, cuando es posible que el chorro polar se curve y nos alcance una onda que arrastra aire frío en capas medias y altas.
Para el cálculo de la cota de nieve voy a utilizar los mapas de la última pasada determinista del modelo europeo y me centraré en la Cordillera Cantábrica.
Según esta pasada del modelo, el sábado 30 por la tarde tendríamos los siguientes valores por el extremo norte peninsular:
-1/-2 al nivel de 850 hpa
-30/-32 al nivel de 500 hpa
La altura geopotencial para el nivel de 500 hpa es de 5400 metros.
Estos valores vienen representados en los siguientes mapas:
Con estos valores, y dejando de lado los localismos, yo calculo una cota de nieve de 700/800 metros para la Cordillera Cantábrica ese día. Ojo, eso si se cumplieran esos mapas, cosa que está por ver, ya que son mapas de la pasada determinista, son plazos largos aún y hay mucha incertidumbre.
Los acumulados serían modestos ya que el frío en altura circularía rápido hacia el este.
Una herramienta que puede ayudar mucho a estos cálculos es una tabla de cotas de nieve como esta que publicó en su día Asturmet/Jotaeme:
Mirando a más largo plazo, y por lo que deduzco de los regímenes circulatorios que calcula el rango extendido del modelo europeo, creo que en la primera quincena de enero nos cruzará algún frente frío más y tendremos ocasión de practicar con las cotas de nieve.
A nivel estratosférico, para los primeros días del año 2024 está previsto un CSE (Calentamiento Súbito Estratosférico) sobre Siberia de cierta entidad.
Cabe la posibilidad de que aparezcan anticiclones polares y se produzcan desparrames de aire frío hacia latitudes medias. Merece un seguimiento.
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