Intrusión de aire frío en áreas tropicales estudio de caso del 5 al 8

Meteorología Colombiana
pp. 99–108
N7
Marzo, 2003
Bogotá D.C.
ISSN-0124-6984
INTRUSIÓN DE AIRE FRÍO EN ÁREAS TROPICALES
ESTUDIO DE CASO DEL 5 AL 8 DE ENERO DEL 2002
COLD AIR INTRUSION IN TROPICAL AREAS. CASE STUDY JANUARY 5-8, 2002.
GERMÁN NARVÁEZ BRAVO
Grupo de Investigación en Meteorología-U.N
GLORIA LEÓN ARISTIZÁBAL
Profesora Asociada, Departamento de Geociencias-Facultad de Ciencias-Universidad Nacional de Colombia
Investigador Científico IDEAM
Narváez, G. & G. León. 2003: Intrusión de aire frío en áreas tropicales estudio de caso del 5 al 8 de Enero del 2002. Meteorol.
Colomb. 7:99-108. ISSN 0124-6984. Bogotá, D.C. – Colombia.
RESUMEN
Se analiza la configuración de variables meteorológicas en un episodio de intrusión de masas de
aire frío provenientes de latitudes altas hacia el Caribe. La influencia de un frente frío sobre el Caribe se aprecia especialmente en la advección de temperatura y en la configuración de una vaguada en superficie y una dorsal en altura, lo cual favorece en parte el desarrollo de sistemas
convectivos a lo largo de la zona frontal, que en su máxima intensidad cubre un área desde el
Atlántico norte hasta Centroamérica.
Palabras clave: Frente frío, advección de aire frío, convección, Caribe, cizalladura de viento.
ABSTRACT
The configuration of meteorological variables is analyzed in an episode of intrusion of masses of
cold air coming from high latitudes toward the Caribbean. The influence of a cold front on the Caribbean is appreciated especially in the advection of temperature and in the configuration of a
trough in surface and a ridge in height, that favors partly the convective activity along the front
zone that covers an area from the north Atlantic to Central America in its maximum intensity.
Keywords: Cold front, cold air mass advection, convection, Caribbean, wind shear.
1.
INTRODUCCIÓN
La advección de aire frío en áreas tropicales como el
Caribe es un factor determinante del estado del tiempo
especialmente en el invierno del hemisferio norte, por lo
que se hace necesario conocer las características y
dinámica de estas masas de aire para evaluar su influencia superficial y atmosférica. En el presente artículo se
describen inicialmente las características generales de
las masas de aire y los frentes, con el propósito de contextualizarlas a un caso de estudio ocurrido entre el cinco
y ocho de enero del año 2002. En este período, un frente
frío proveniente de Norteamérica incidió parcialmente en
el estado del tiempo del Caribe occidental. Mediante
imágenes de satélites meteorológicos y el análisis de las
variables dinámicas de la atmósfera obtenidas del modelo global AVN y procesadas con el programa Pc-gridds,
se muestra las particularidades de la advección de masas
de aire frío provenientes de latitudes medias, describiendo el comportamiento de los campos de viento, presión,
advección de temperatura, humedad, divergencia y vorticidad.
100
METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
2.
MASAS DE AIRE Y FRENTES
Una masa de aire se define como un cuerpo extenso de
aire que posee aproximadamente una homogeneidad
horizontal respecto a su temperatura y humedad.” Namías (1960), Mayhew (1997), afirman que las masas de
aire son áreas de la atmósfera que se extienden por
cientos de kilómetros y que además de la uniformidad en
temperatura y humedad, presentan similares variaciones
verticales de la temperatura y presión.
Según Namías (1960), en una masa de aire se presentan
corrientes cuyas propiedades dependen de la región de
origen. Luego, si la masa de aire se aleja de su área
inicial, sus propiedades tienden a modificarse. Dichas
modificaciones se observan rápidamente en las capas
inferiores, mientras que las superiores solo lo hacen
gradualmente. Namías complementa diciendo que la
teoría de las masas de aire estriba en que las variaciones
horizontales de cualquiera de sus propiedades son pequeñas en comparación con los cambios rápidos de las
propiedades observadas en el límite entre dos masas de
aire que provienen de diferentes regiones de origen. Este
límite o zona de transición rápida es llamado frente. El
análisis de sus propiedades es importante en el momento
de describir la variación espacial y dinámica que una
masa de aire tiene sobre un lugar determinado.
Teniendo en cuenta el estudio de caso, es de nuestro
interés conocer las características de las masas de latitudes medias. Gil & Olcina (1997), aclaran que en el sentido estricto de la circulación, las masas de aire tropical
deberían llamarse subtropicales ya que las fuentes para
el caso de las masas marítimas son los máximos subtropicales de presión (Anticiclón de Azores, Hawai y California para el Hemisferio Norte y Santa Helena, Indico sur e
Isla de Pascua para el hemisferio sur) y para las masas
de aire continentales son los desiertos ubicados en las
mismas latitudes (Desierto de Arizona, Nuevo México,
Mojave y Sahara para el hemisferio Norte y Atacama,
Kalahari y oeste de Australia para el Hemisferio Sur).
De acuerdo a Defant & Morth (1991), estas masas
muestran casi el mismo gradiente vertical de temperatura
(-0.67ºC/100 m) en invierno y en verano.
El frente, según Mayhew (1997), es la zona límite entre
dos masas de aire diferentes generalmente en temperatura. De esta forma, el frente caliente es la parte delantera de una masa de aire cálida, mientras que un frente frío
denota el flujo de una masa de aire frío. Los frentes son
zonas intensamente baroclínicas, con una longitud de
hasta 2000 km y un ancho de magnitudes similares.
Generalmente los frentes se mueven alrededor de 14 km
por día. En latitudes medias, los frentes se desarrollan
como parte de una onda horizontal de aire caliente encerrada entre dos áreas de aire frío, la cual normalmente se
desplaza desde el oeste hacia el este en grupos conocidos como familias de ondas frontales. Según Eslava
(1993), cuando dos masas de aire de diferentes características se reúnen debido a los movimientos atmosféricos, aparece una discontinuidad en las condiciones meteorológicas (temperatura, humedad, viento, presión,
entre otras) a través de sus límites.
Eslava (1993), afirma que la variación de temperatura en
el frente puede ocurrir muy abruptamente o, a veces, más
o menos lentamente. Esto depende de los contrastes
térmicos entres las dos masas de aire.
De acuerdo a Haltiner & Martín (1957), se ha demostrado que a través de un frente debe haber discontinuidades
de temperatura, sin embargo esto es verdad solo para los
frentes ideales. En la naturaleza no se observan verdaderas discontinuidades, por lo que los frentes son zonas
estrechas donde los gradientes de temperatura son comparativamente fuertes respecto a los de las masas adyacentes.
Respecto al gradiente de presión, cuando se cruza un
frente, las isobaras se refractan fuertemente, dando un
salto en el gradiente horizontal de presión. Los frentes
casi siempre están asociados a vaguadas, es decir a
zonas de baja presión. En Haltiner & Martín (1957), se
encuentra que las isobaras cuando cruzan un frente
presentan un pico apuntando hacia las altas presiones.
Ese pico representa una discontinuidad en la componente del gradiente de presión sobre el frente
Con el viento, se reconoce que aquellos que soplan en
superficie formando un pequeño ángulo con las isobaras,
las cruzan de altas a bajas presiones y sufren una fuerte
rotación a través del frente la cual es de tipo ciclónico.
Respecto a la clasificación de los frentes, Haltiner &
Martín, afirman que ésta se basa en identificar qué masa
de aire es la que influye y cual es la que se retira. Si es el
aire frío el que estimula, se le denomina frente frío (Caso
que será analizado en este estudio), mientras que si es la
masa de aire caliente la que influye, entonces es un frente cálido. Si el frente no se mueve es estacionario. Un
frente ocluido se presenta cuando un frente frío adelanta
a uno cálido y forza al aire caliente a elevarse.
Finalmente los elementos más visibles de los frentes se
manifiestan en las nubes y la precipitación. Estas resultan
del enfriamiento adiabático de la masa de aire caliente
que asciende por la pendiente de la superficie frontal. La
distribución de las nubes y la precipitación depende del
contenido de humedad del aire y de la pendiente del
frente. La mayoría de las nubes se forman en la masa de
aire caliente que está sobre el aire frío. Por lo tanto, la
precipitación se origina en estas nubes. Las nubes en la
masa fría deben su desarrollo al calentamiento local y
son usualmente de tipo cúmulos, excepto los nimboestratos formados debajo de las nubes que precipitan.
3.
FRENTES FRÍOS EN LOS TRÓPICOS
Los frentes fríos, llamados también por algunos autores
frentes polares, durante el invierno pueden alcanzar
latitudes bajas, alterando las condiciones de tiempo sobre
estas zonas. Las intrusiones de aire frío de latitudes
medias en el trópico es un hecho que ocurre en varias
regiones del globo. Estos eventos se caracterizan por
una reserva de aire frío en las latitudes medias, un gradiente fuerte de presión en la tropósfera baja y una subsecuente intrusión abrupta de aire frío en el trópico (Has-
NARVÁEZ & LEON: INTRUSIÓN AIRE FRIO AREAS TROPICALES ESTUDIO CASO 5 AL 8 ENERO 2002
tenrath,
1991)http://sea1fd.sea1.hotmail.msn.com/cgibin/HoTMaiL?curmbox=F000000001&a=597e555112b0c34
a604c7d8a50548135
El continente norteamericano con su cordillera de las
rocosas orientada meridionalmente, se convierte en un
ambiente adecuado para la generación de una extensa
masa de aire seco y frío, originada en el occidente de
Estados Unidos y Canadá, la cual emigra hacia el sur
sobre las regiones de Centroamérica y el Caribe. En su
desplazamiento hacia las latitudes tropicales comienza su
proceso de transformación, en particular cuando atraviesa aguas cálidas, aumentando de esta manera su contenido de humedad. Al llegar a la Costa Atlántica Centroamericana el ascenso orográfico produce nubes de tipo
estratiforme con la producción de lluvias continuas y
persistentes. Cuando la masa cruza la cordillera descarga toda la humedad, llegando seca a la costa Pacífica, en
particular en El Salvador se presentan cielos despejados
y vientos de moderados a fuertes. Estas situaciones
atmosféricas son conocidas con el nombre de "Nortes"
(Reyes, 1970).
Cuando los frentes penetran en las regiones generalmente son difíciles de seguir mediante las técnicas convencionales y en particular sobre las áreas oceánicas. Los
métodos de análisis frontal, como la identificación de
irregularidades en la temperatura, la humedad y el viento,
no siempre permiten determinar exactamente las posiciones frontales en la zona ecuatorial. Las diferencias especialmente en la humedad son pequeñas o no existen
cuando la masa de aire tiende a homogenizarse debido a
la influencia de las masas de aire húmedo y cálido que
encuentra el frente en su paso por el mar Caribe. En
general, las manifestaciones frontales sobre estas regiones se pueden detectar por ligeras desviaciones del
viento o cizalladura, a lo largo de la zona frontal, por ello,
las imágenes de satélite, en estos casos, son una ayuda
importantísima para la ubicación y seguimiento de los
frentes.
101
Palmer et al. (1955), esquematizaron este tipo de situación atmosférica a través del análisis de líneas de corriente en superficie y las isotacas asociadas a una línea
de cizalladura, que corresponde a los remanentes de un
frente, sobre una zona tropical del Pacífico Central. En
este modelo se observan ligeros aumentos de la velocidad del viento y cambios en la dirección justo al norte de
la línea de cizalladura o frente (Fig.1). La configuración
nubosa está asociada a la línea de cizalladura en las
regiones tropicales, cuya principal característica es una
línea de convección pronunciada. Además puede aparecer una serie de líneas convectivas orientadas paralelamente a la línea de cizalladura. La parte superior de las
nubes asociadas con estos sistemas se encuentran en
franja de 3.5 a 4 km, pero los techos bajos y las precipitaciones fuertes a lo largo de la línea pueden causar
malas condiciones meteorológicas en particular cerca de
las zonas continentales.
4.
ESTUDIO DE UN CASO DE ADVECCIÓN
DE AIRE FRÍO EN EL CARIBE
Como se dijo anteriormente, los frentes fríos provenientes
de latitudes medias inciden en los procesos convectivos,
en la generación de nubosidad y en las condiciones de
temperatura y humedad en áreas ecuatoriales como el
Caribe. Esta situación se hace más evidente en los solsticios de invierno, cuando el frente polar y subtropical se
encuentran más desplazados hacia el Ecuador debido al
efecto que la inclinación terrestre tiene respecto a la
distribución de radiación solar. En el caso de estudio,
dicha situación se presenta en la estación invernal a
comienzos de año, cuando frentes fríos que se desplazan
desde Norteamérica son los causantes de procesos convectivos en Centroamérica, las Antillas mayores y el
Caribe occidental. Entre el cinco y nueve de enero del
año 2002, una masa de aire frío proveniente del oeste de
Norteamérica incidió en el estado del tiempo del Caribe.
Las características y dinámica de este fenómeno hacen
parte del análisis de la segunda parte de este trabajo.
Figura 1. Modelo del esquema de líneas de corriente e isotacas en superficie asociadas a una línea de cizalladura
sobre una zona oceánica tropical (Fuente: Palmer et al. 1955, presentado por Atkinson, 1971)
102
4.1.
METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
Características Generales del Fenómeno
El cinco de enero del 2002 en el Caribe no se presentaba
fenómeno sinóptico alguno que propiciara procesos convectivos. Las imágenes de satélite de ese día (Fig.2)
mostraban un frente frío desplazándose hacia el oriente
entre 30ºN 65º W y 50º N 40º W. Sin embargo a las 12:15
UTC, una masa de aire frío configuraba un área de baja
presión en el desierto de Arizona y se trasladaba hacia el
oriente favoreciendo procesos de convección profunda en
el estado de Texas (EUA). A las 00:15 UTC, del seis de
enero se identifica un frente frío que se extiende a través
del golfo de México. A las 17:00 UTC, el frente aparentemente se ha debilitado y el área de baja presión, así
como la zona de convección tienden a concentrarse en la
costa oriental de los Estados Unidos al norte de los 35º
de latitud norte. El siete de enero a las 21:00 horas UTC,
el frente se extiende desde Nicaragua hasta el Atlántico
Norte y está interactuando con un sistema sinóptico desarrollado en el Pacífico entre Colombia y Panamá. El
ocho, la zona frontal aún presenta actividad convectiva en
el Caribe y el nueve de enero comienza a disiparse lentamente, aunque permite la formación de celdas convectivas en algunas áreas de Centroamérica. Entre el nueve
y el diez de enero la influencia de la masa de aire frío así
como la zona frontal en el Caribe desaparecen y la actividad convectiva se concentra en el Atlántico Norte.
Figura 2. Imágenes del satélite GOES-8 en el canal infrarrojo (10.2 - 11.2 m) para los días comprendidos entre el 5 y
8 de enero del 2002. (Fuente: IDEAM, 2002)
NARVÁEZ & LEON: INTRUSIÓN AIRE FRIO AREAS TROPICALES ESTUDIO CASO 5 AL 8 ENERO 2002
4.2.
Análisis del Campo de Vientos y de Presión
El cinco de enero se presenta una zona de baja presión
relacionada con el frente situado en el Atlántico Norte, lo
cual configura una circulación de tipo ciclónica en el área,
favoreciendo la convección. Hacia el suroccidente de
Estados Unidos existe una zona de alta presión (1025
hPa) que permite una circulación anticiclónica en superficie, pero dado que en altura no existe situación alguna de
convergencia, los movimientos subsidentes se debilitan.
Como se dijo anteriormente, en el desierto de Arizona
comienza a surgir un área de baja presión situada entre
la alta del suroccidente de Estados Unidos y otra alta
ubicada en la costa pacífica de este país. En superficie se
identifica un movimiento ciclónico que no está reforzado
por circulaciones anticiclónicas en altura, sin embargo,
como se observa en la imagen satélite se presenta una
convección importante al oriente del estado de Texas
generada por el ascenso del aire caliente procedente del
golfo de México sobre el aire frío proveniente de Norteamérica.
Para el seis de enero la zona de baja presión se ha trasladado al norte del golfo de México y se ha profundizado,
pasando su núcleo de 1015 hPa a 1010 hPa y configurando una vaguada en superficie que se extiende hasta el
golfo de Tehuantepec en la Costa Pacífica Mexicana. La
velocidad del viento en superficie se incrementa cambiando de 10 y 20 nudos a 30 y 40 nudos entre el cinco y
seis de enero. La circulación de tipo ciclónica en superficie se vuelve aún más evidente y la convección empieza
a ser reforzada por una pequeña dorsal formada en altura. El área de baja está interactuando con dos anticiclones de superficie que se ubican al oriente de la Florida
(1025 hPa) y en la Costa Pacífica Estadounidense (1030
hPa).
El siete de enero, la zona de baja presión asociada con el
frente, sigue profundizándose, ahora con un núcleo de
1000 hPa localizado en la Costa Oriental de Estados
103
Unidos a 38ºN. No obstante, la franja nubosa del frente
se extiende desde 42º N - 60º W hasta Nicaragua, se
desplaza por delante del núcleo de baja presión y retrasado con respecto a un anticiclón de superficie ubicado
en el Atlántico con 1028 hPa. Las condiciones para la
convección están favorecidas por la formación de una
dorsal en altura cuyo eje (que se desplaza hacia el este
por delante de la vaguada en superficie) se extiende
desde la frontera entre Panamá y Colombia hasta 50º N
60º W. La interacción con el sistema sinóptico desarrollado en el Pacífico permite la continuidad de la banda nubosa que atraviesa todo el Caribe hasta el Atlántico norte
(Figs.3-4). Observando el campo de viento por medio de
las isotacas (Fig.5), se identifican velocidades superiores
a 30 Kt en la costa oriental de Estados Unidos con un
núcleo de 60 Kt, el cual se encuentra justo en la zona de
más baja presión a 850 hPa de altura. Esta situación
asociada con la cizalladura del viento explicada por Palmer (numeral 3), es característica de la zona frontal y es
una de los condiciones que permite la convección en esta
área.
El ocho de enero, el núcleo de baja presión (1000 hPa)
se ha desplazado más hacia el nororiente llevando consigo la zona frontal cuya nubosidad y convección se incrementa en 40º N 45º W. En esta zona, la velocidad del
viento es de 60 Kt mientras que a lo largo de la zona
frontal que se extiende por el Caribe hasta Nicaragua, la
velocidad del viento no es inferior a 20 Kt. La vaguada en
superficie se extiende desde el sur de Groenlandia hasta
Cuba, interactuando aún con el área de convección desarrollada entre Panamá y Colombia. Los procesos convectivos siguen siendo reforzados por la interacción con
la dorsal en altura, la cual permanece extendida hacia el
oriente de la vaguada, desde el océano Pacífico hasta
50º N 40º W.
Finalmente el nueve de enero, la influencia del frente en
el Caribe tiende a desaparecer, quedando activas algunas celdas de convección relacionadas con el sistema del
Pacífico.
Figura 3. Presión a nivel medio del mar y vientos en superficie para el 07-01-2002 a las 00 UTC, obtenidos a partir de
los datos de análisis del modelo global AVN
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METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
Figura 4. Vientos en 250 hPa para el 07-01-2002 a las 00 UTC, obtenidos a partir de los datos de análisis del modelo
global AVN
Figura 5. Isotacas en 850 hPa para el 07-01-2002 a las 00 UTC, obtenidos a partir de los datos de análisis del modelo
global AVN
4.3.
Humedad y Advección de Temperatura.
La temperatura es la variable fundamental en la influencia
de las masas de aire sobre la superficie de La Tierra. En
este caso, la advección de aire frío desde latitudes medias hacia el Caribe muestra realmente la intensidad del
frente y la “discontinuidad” térmica que da lugar a procesos convectivos. Sin embargo, la variación de humedad
relativa no es significativa en la zona frontal.
La advección de aire frío en el Caribe se hace evidente el
seis de enero, cuando en el golfo de México se observa
NARVÁEZ & LEON: INTRUSIÓN AIRE FRIO AREAS TROPICALES ESTUDIO CASO 5 AL 8 ENERO 2002
un incremento considerable en el gradiente de advección
de temperatura debido al desplazamiento de una masa
de aire frío que presenta un contraste térmico máximo de
-25ºC en comparación con el aire adyacente, (Fig 6).
En altura, a 250 hPa, el gradiente no es tan fuerte, sin
embargo se identifica una masa de aire 12ºC más fría
que se desplaza retrasadamente con respecto al aire en
superficie.
El 7 y el 8 de enero la masa de aire frío continúa su desplazamiento hacia el oriente, hasta alcanzar las islas de
105
San Andrés y Providencia, con un subsecuente debilitamiento en el gradiente de advección de temperatura
(Debido a la influencia de las aguas cálidas del Caribe, la
masa de aire ubicada detrás del frente cambia sus características de aire frío y seco, empieza a aumentar levemente su temperatura así como a incrementar su contenido de humedad) salvo en un pequeño remanente que
se mantiene a nivel de 850 hPa sobre el meridiano 82°
W, y se observa que la masa de aire frío tiende a localizarse en superficie debido a sus características termodinámicas (Fig.7)
Figura 6. Advección de temperatura para el 06-01-2002 a las 00 UTC en 850 hPa, obtenida a partir de los datos de
análisis del modelo global AVN
Figura 7. Advección de temperatura en el Caribe entre la península de Yucatán, el golfo de Honduras y Cuba (Izquierda: 07-01-2002. Derecha: 08-01-2002) obtenida a partir de los datos de análisis del modelo global AVN
106
METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
El siete de enero, la masa de aire frío se identifica muy
bien desde superficie hasta 500 hPa, el frente está localizado al oriente de la península de Yucatán y en altura, la
zona frontal se identifica al norte del golfo de México. La
interacción del frente con el aire cálido del Caribe hace
que en San Andrés y en la isla de Providencia se presente una precipitación de 4.3 y 27.2 mm respectivamente,
no obstante durante el resto de los días en los que hay
influencia de la zona frontal no se presentan lluvias significativas o hay ausencia de estas en el área del archipiélago colombiano (Fig.8). El ocho de enero la pendiente de
la masa de aire frío se incrementa cerca de Nicaragua y
debido a la interacción con el sistema convectivo que se
ha desarrollado entre Panamá y Colombia, la generación
de nubosidad aumenta en esta área. Aunque el cinturón
nuboso se extiende por todo el Caribe, la amplitud de
éste no supera los 200 km especialmente entre Cuba y
las Bahamas.
Es claro entonces que en lo que respecta a la advección
de humedad relativa, la existencia de masas de aire cálido y húmedo en el Caribe, trasciende en el cambio de las
propiedades de la masa de aire frío que procede de Norteamérica (De ahí que no sea fácil identificar la “discontinuidad” de esta variable en un perfil transversal del frente. Típicamente se esperaría encontrar una advección
nula en la zona frontal y marítima y una advección máxima de aire seco en la zona continental, varios centenares
de kilómetros detrás del frente). Esta interacción de la
zona frontal con las condiciones océano - atmosféricas
del Caribe, se inicia una vez que el frente ha pasado por
el golfo de México y permite, entre otras condiciones, el
desarrollo de sistemas convectivos en el Caribe.
4.4.
Divergencia, Vorticidad y Convección
En el campo de la divergencia, se identifican sistemas
que favorecen la convección desde el seis de enero hasta el ocho; mientras que en el campo de vorticidad no se
encuentra una correspondencia clara entre las situaciones de superficie y las de altura de tal forma que se pueda visualizar valores de vorticidad positivos en superficie
y negativos en altura, tal como se representaría en un
modelo conceptual.
Para el nueve de enero, la masa de aire detrás del frente
deja de advectar aire frío perdiendo así sus características y permitiendo nuevamente condiciones meteorológicas sin precipitación y con poca nubosidad.
En lo relacionado con la advección de humedad relativa,
no se aprecia una variación importante a través de la
zona frontal debido a que la humedad existente en el
Caribe interactúa con las masas de aire detrás del frente
favoreciendo no solo la convección sino el decrecimiento
en el gradiente de esta variable. Es así como para los
días siete y ocho de enero, se observa que en la zona
frontal la advección de humedad es prácticamente nula,
sin embargo el siete de enero, cuando el frente se situaba
entre Cuba y Nicaragua, 900 km hacia el noroeste (golfo
de México) se presentaba un núcleo mínimo de advección de humedad que indicaba la intrusión de masas de
aire frío y seco. Para el ocho de enero, se configuró una
situación similar. Mientras la zona frontal, ahora debilitada, se situaba un poco al sureste de su posición del día
anterior y se caracterizaba por no mostrar variación en la
advección de humedad, en el golfo de México seguía
identificándose la intrusión de una masa de aire frío y
seco. (Fig.9)
En el perfil de la Fig.10, que va desde el estrecho de
Yucatán hasta el sur de Jamaica, el ocho de enero se
observa claramente la zona de convergencia ubicada en
superficie, justo por delante del frente. La convección en
está área está reforzada por un núcleo de divergencia en
altura a 250 hPa. Esta situación permite el ascenso de la
masa de aire cálido sobre el aire frío, favoreciendo la
formación de nubes y la posibilidad de lluvias. Mientras
tanto, detrás del frente, aunque no se visualiza un sistema idealizado de aproximación en altura y diferencia en
superficie que indique movimientos subsidentes, se puede observar un pequeño núcleo de convergencia situado
a 400 hPa, el cual reforza la divergencia que se encuentra encima del frente.
30
25
mms
20
15
10
5
0
5
San Andrés
6
Providencia
7
8
9
días
Figura 8. Precipitación en el archipiélago de San Andrés y Providencia entre el 5 y 9 de enero, según datos del
IDEAM
NARVÁEZ & LEON: INTRUSIÓN AIRE FRIO AREAS TROPICALES ESTUDIO CASO 5 AL 8 ENERO 2002
107
Figura 9. Advección de humedad relativa en el Caribe a 850 hPa
(Izquierda: 07-01-2002. Derecha: 08-01-2002) obtenida a partir de los datos de análisis del modelo global AVN
dejando al mismo tiempo, de interactuar con el sistema
convectivo del Pacífico, que también empieza a disiparse.
CONCLUSIONES
La incursión de masas de aire frío desde latitudes medias
hacia el Caribe es más frecuente en la época de solsticio
de invierno del hemisferio norte, cuando el frente polar se
encuentra desplazado hacia el Ecuador. Desiertos como
el de Mojave o Arizona son áreas frontogenéticas desde
donde las masas de aire frío inician su desplazamiento
hacia el oriente atravesando áreas más cálidas y húmedas como el golfo de México y ocasionalmente el Caribe.
Figura 10. Distribución del campo de divergencia y
viento ageostrófico en la troposfera el 08-01-2002
obtenidos a partir de los datos de análisis del modelo
global AVN
Finalmente el nueve de enero, la incidencia del sistema
frontal, así como el gradiente de advección de temperatura por parte de la masa de aire frío disminuyen. El sistema frontal se desplaza hacia el Nororiente incrementando
la precipitación en el Atlántico Norte de tal forma que los
sistemas convectivos del Caribe finalmente desaparecen,
La intrusión de frentes fríos en el golfo de México y mar
Caribe durante el caso de estudio, se manifestó por una
“discontinuidad” en los campos de viento, presión y temperatura, muy bien definida en un principio en el golfo de
Mexico, pero debilitándose en la medida que el frente
avanzaba hacia latitudes más bajas, debido a la interacción con las aguas cálidas y húmedas propias del Caribe. La mayor influencia de la zona frontal en la configuración de las variables meteorológicas se presentó el siete
de enero cuando una vaguada en superficie y una dorsal
en altura favorecían el desarrollo de procesos convectivos en una franja que se extendía desde el Atlántico
Norte hasta Nicaragua.
El área de baja presión se extendía por la zona frontal y
la cizalladura en la velocidad del viento se hacía evidente
en la misma franja. Aunque la advección de humedad no
se identifica de forma concreta debido a la interacción de
masas de aire del Caribe y subtropicales, si se observa
un cambio fundamental entre la fecha inicial y la fecha
final del caso de estudio, por efecto de su trayectoria
108
METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
sobre aguas del golfo de México, que permitió el enriquecimiento del contenido de humedad de la masa de aire,
necesaria para la formación de hidrometeoros. La advección de temperatura, al contrario, definía muy bien el
límite del frente desde superficie hasta 400 hPa.
Haltiner, G. & F. Martin. 1957: Meteorología dinámica y
física. Nueva York, McGraw Hill. p: 283-310
Como consecuencia de la intrusión del aire frío en el
Caribe se desarrolló nubosidad de tipo cumuliforme y
estratiforme a lo largo de la zona frontal, en el archipiélago de San Andrés y Providencia hubo precipitaciones de
hasta 27 mm y los procesos convectivos en el Caribe
suroccidental fueron favorecidos por la interacción con
una sistema localizado en el Pacífico entre Panamá y
Colombia.
IDEAM. 2002: Imagines satellite. EN: www.ideam.gov.co
Hastenrath, S. 1991: Climate Dynamics of the tropics.
Kluwer Academic Publishers.
IDEAM. 2002: Datos de precipitación Archipiélago San
Andrés y Providencia. En: www.ideam.gov.co
Mayhew, S. 1997: A dictionary of Geography. En:
www.xrefer.com/entry/609388. Oxford University Press
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climática. Bogotá, Universidad Nacional de Colombia. p:
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Fecha de recepción: 10 de diciembre de 2002
Fecha de aceptación: 30 de enero de 2003