Onda de Montaña - Asociación de Pilotos de Chile

Onda de Montaña

Se tratará en esta presentación, los indicadores de
onda de montaña usados en la actualidad y se
comentará su acierto.
Se comentarán los casos de onda de montaña del
año 2012.
Se analizará la onda de montaña del 9 de Julio del
año 2004
Onda de Montaña
Se define como onda de montaña, aquel
fenómeno ondulatorio que se produce en un
flujo de aire, con ciertas condiciones, el cual se
desplaza en forma perpendicular a una barrera
montañosa, (barlovento), siendo forzado a
ascender, mientras a sotavento se produce un
descenso y extiende su efecto sobre el valle
formando una onda.
Onda de Montaña
Onda de Montaña
Las ondas se pueden propagar tanto vertical
como horizontalmente, su propagación va a
ser más intensa cuando la primera cresta de
la onda se ubique sobre la cima de la
montaña.
En el lugar donde quiebra la onda, se puede
producir turbulencia extrema, típicamente
entre 20 mil y 40 mil ft.
Onda de Montaña de
Propagación Vertical
Cuando tienen suficiente amplitud, las ondas de
propagación vertical pueden romper en la
Tropósfera o en la Estratósfera inferior.
Si una onda de propagación vertical no rompe,
una aeronave experimentará efectos ondulares
considerables, pero muy poca turbulencia.
Onda de Montaña
Ondas en la Vertical
Para que se desarrollen ondas en la vertical
debe cumplirse que :
-Exista cizalle con vientos disminuyendo
con la altura.
-Exista estabilidad sobre la cima
Ondas Atrapadas
Las ondas cuya energía no se propaga
verticalmente, ya sea por tener una capa
estable por sobre la cima o por un fuerte
Wind Shear lo hace horizontalmente, a este
tipo de ondas se les conoce como Ondas
Atrapadas. Generalmente las crestas de este
tipo de ondas están ubicadas a unos cientos
de pies por sobre la cima y su turbulencia
esta restringida bajo los 25 mil ft.
Ondas Atrapadas
Ondas Atrapadas
Para que se produzcan ondas atrapadas deben
cumplirse las siguientes condiciones:
Que exista cizalle y que el viento aumente
con la altura
-
Que la estabilidad disminuya con la altura
Formación de Onda de Montaña
Tres son los factores que determinan la
influencia de una montaña sobre el flujo
del aire que aproxima:
Estabilidad
Dirección e intensidad del viento
Características de la montaña.
Predictores de onda de montaña
Viento Zonda
 Para predecir la formación de Onda de
Montaña en la cordillera central, alrededor de la
Latitud 33°, se utiliza el Viento Zonda. Este
predictor es útil principalmente cuando la onda
se propaga horizontalmente.
Aire seco e intenso se reporta en SAME cuando
se genera una onda atrapada. La diferencia de
temperatura entre el seco y la temperatura del
punto de rocío en esta estación, supera los 15°.
Viento Zonda
A veces, los sistemas de ondas de
montaña están acompañados por fuertes
vientos de ladera descendentes, (Viento
Zonda), que suelen estar asociados con
intensos flujos perpendiculares a la
barrera, ondas rompientes en altura y
una inversión térmica cerca de la cima de
la barrera.
Regla del 1.6
Una regla útil, conocida como regla del 1.6 dice
que si la velocidad del viento 2000 metros mas
arriba de la cima de la montaña es 1.6 veces
mayor, entonces se debe esperar ondas atrapadas
Parámetro de Scorer:
 En teoría se forma Onda de Montaña cuando el parámetro de Scorer
disminuye con la altura. Este predictor es utilizado en el Software
RAOB, que entre otras muchas cosas despliega radiosondas.
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Su formula es la siguiente:
(S)2=g*(gas-gt)/(V)2*T-(D2V/Dz)*1/V
(S)2= parámetro de Scorer
g=gravedad
gas=gradiente adiabatico seco
gt=gradiente de temperatura
V= velocidad del viento
(V)2= velocidad del viento al cuadrado
T= temperatura absoluta
(D2V/Dz)= variación del cizalle vertical con la altura.
Scorer
Ábaco de Harrison
Este predictor, utiliza dos parámetros meteorológicos, estos son;
Viento perpendicular en los 18 mil ft y diferencia de presión entre
SCEL y SAME.
Es muy característico que cuando aproxima un sistema frontal
desde el Pacífico hacia las costas de Chile, comienza un
marcado descenso de la presión a sotavento de la cordillera, en
el centro de Argentina, quedando representado en la carta de
superficie, un centro de baja presión.
Onda de montaña
Ábaco de Harrison
i.-Para obtener los vientos perpendiculares a 500 hpa. o 18000 mil ft
existen varias fuentes
1.- http://www.arl.noaa.gov/ready/cmet.html
2.- http://www.weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
3.- http://aviationweather.gov/iffdp/fdwnda.php
4.- Planes de vuelo.
ii.- Para obtener diferencias de presión
1.
http://www.weather.uwyo.edu/models/fcst/index.html?MODEL=ukmet
2.http://www.arl.noaa.gov/ready/cmet.html
3.http://www.meteofa.mil.ar
Número de Froude
 El número de Froude cuantifica en un número los tres
factores responsables de la onda de montaña y
representa la relación entre la energía cinética, (viento)
y la energía potencial, (estabilidad y características de
la montaña). Esta dado por la siguiente fórmula:

 Fr = U/N*h; donde
 N = {(g*dtheta)/(theta*dz)}^1/2
 Fr = Número de Froude
 U= Viento medio en la cima de la montaña m/s;
 N= Frecuencia de Brunt-Vaisalla ;
 H= Altura de la montaña
Número de Froude
 Si el número de Froude es menor de 1 significa que el
flujo de aire es incapaz de cruzar la montaña, es
bloqueado.
 Si el número de Froude es mayor de 1 el flujo cruza la
montaña, pero no oscila por tanto no genera onda de
montaña.
 Si el número de Froude es 1 o un poco mayor de 1 hay
probabilidad de onda de montaña.
Para el caso particular de una montaña con altitud de 5000
mts y un gradiente térmico de 7°/1000 m. un poco
superior a la ISA (6.5°/1000m) se necesitará un viento
perpendicular en la cima de 95 KT para lograr un número
de Froude muy próximo a 1 y por tanto formación de
onda de montaña.
Modelos numéricos
Esencialmente, los modelos de predicción
numérica del tiempo PNT, (conocidos en
inglés como NWP), son la única
herramienta que tenemos a nuestra
disposición, capaz de proporcionarnos una
guía de pronóstico para las ondas de
montaña más allá de 12 horas
Modelo WRF
El Modelo Weather Research and Forecast (WRF), es
un modelo numérico de sexta generación, de
mesoescala no hidrostático, fue desarrollado por el
National Center of Atmospheric Research (NCAR) y se
encuentra disponible de manera gratuita para la
comunidad científica internacional, para fines
académicos.
Modelos escala regional
• Suelen ejecutarse para un
área limitada y, por tanto,
requieren información acerca
de los límites de sus
dominios.
Modelo de escala regional
• En comparación con los
modelos tradicionales de
escala más grande, los
modelos de mesoescala a
menudo producen mejores
pronósticos
en
regiones
costeras y montañosas
Modelo WRF
WPS
geogrid.exe
:
Crea datos terrestres.
ungrib.exe :
Desempaqueta datos meteorológicos GRIB a un archivo
intermedio.
metgrid.exe :
modelo.
Interpola datos meteorológicos horizontalmente al
dominio del
La salida de metgrid.exe es usada como entrada al WRF.
WRF ARW
real.exe
: Interpola verticalmente los datos a coordenadas del modelo.
wrf.exe
: Genera el pronóstico del modelo.
Pronóstico Numérico
 La gráfica muestra una
sección vertical de la
temperatura potencial y la
velocidad del viento a
través de los Alpes,
producida por un ciclo de
ejecución
del modelo
COAMPS de 1 km de
resolución. Cada marca en
el
eje
horizontal
corresponde a 5 km.
Pronóstico Numérico
 La amplitud de las ondas de
montaña se ve fuertemente
reducida con la resolución de
9 km. Sin embargo, esta
resolución aún logra capturar
algunas de las estructuras.
Pronóstico Numérico
Con una resolución
de 27 km. No
aparece las ondas
de montaña
Onda de montaña el año 2012
Usando
los
mensajes
Metar
para
determinar la diferencia de presión entre
SCEL y SAME, además del sondeo de
SCSN. Se obtuvieron los siguientes
resultados
Corte Vertical animado, Carta de
superficie y sondeos para día con
mayor diferencia de presión, con
mayor intensidad del viento y caso
con onda de montaña
Corte Vertical
Explicación del Corte Vertical
Las variables presentes son:
- Viento perpendicular (positivo de Oeste a Este), Color celeste
representa viento negativo.
- Isentrópicas líneas de temperatura potencial, entre estas isolíneas
transitan las aeronaves
- Eje vertical altura en miles de pies
- Eje horizontal distancia en millas, cero en la cima de la montaña
Nivel Crítico
Se define nivel crítico, a la zona sin flujo perpendicular
a la barrera, o con flujo invertido en altura.
Se producirá turbulencia severa por quiebre de la Onda
de Montaña cuando se produzca flujo igual a cero o flujo
invertido (Nivel crítico, color celeste)
Corte vertical
01 Jul 2012
Corte vertical
25 Dic 2012
Onda de montaña
28-29 Mayo 2012
Carta Superficie 28 de
Mayo 2012. Se observa
sistema frontal al sur de
la Latitud 35 y altas
presiones sobre Albal.
Diferencia de presión
SAME-SCEL<10 Hpa
Sonda Albal, 28 mayo 2012
Sonda 28 mayo 2012 sobre
Albal.
Flujo perpendicular intenso
sobre cima montaña, nivel
crítico entre 10 y 14 km.
Cizalle del viento por
disminución con la altura
Onda de montaña
28-29 Mayo 2012
Corte vertical animado
28 - 29 de mayo 2012
Nivel crítico y
turbulencia severa
Caso onda de montaña
09 Junio 2004
Carta de Superficie
Carta de Superficie
válida para las 00
UTC del día 09 Jun
2004
Carta de Superficie
Carta de Superficie
válida para las 12 UTC
del día 09 Jun 2004
Carta de Superficie
Carta de Superficie
válida para las 18
UTC del día 09 Jun
2004
Carta de Superficie
Carta de Superficie
válida para las 00 UTC
del día 10 Jun 2004
Corte vertical Albal
Corte Vertical Albal
Corte Vertical Albal
válido para las 7 UTC
del día 09 Junio 2004
Corte Vertical Albal
Corte Vertical Albal
válido para las 10 UTC
del día 09 Junio 2004
Corte Vertical Albal
Corte Vertical Albal
válido para las 12 UTC
del día 09 Junio 2004
Corte Vertical Albal
Corte Vertical Albal
válido para las 18 UTC
del día 09 Junio 2004
Sonda Albal
El sondeo de las 07
utc muestra un nivel
crítico entre 8 y 12
kilométros, además
una capa estable
sobre la cima de la
montaña
Sonda Albal
El sondeo de las 12 utc
continúa a un nivel
crítico entre 8 y 12
kilómetros, además una
capa estable sobre la
cima de la montaña
Sonda Albal
El sondeo de las 18 utc
muestra que desapareció
el nivel crítico
Conclusiones
Las ondas de montaña se forman arriba y a sotavento de las
barreras topográficas cuando soplan vientos fuertes con un
considerable componente vectorial perpendicular a la barrera en un
ambiente estable.
Bajo algunas circunstancias, la actividad de ondas de montaña
puede producir tormentas de viento de ladera descendente (viento
Zonda), intensas y dañinas, a sotavento de una barrera montañosa.
La turbulencia en aire claro ocurre con frecuencia cerca de la
Tropopausa debido a las ondas de propagación vertical.
Conclusiones
Los niveles críticos no permiten que la energía de propagación
vertical asociada con las Ondas de Montaña siga ascendiendo, sino
que el nivel crítico desvía gran parte de esa energía de vuelta hacia la
superficie.
Los modelos de mesoescala como el WRF pueden proporcionar
información útil sobre las condiciones que provocan turbulencia por
Ondas de Montaña
Conclusiones
El Ábaco de Harrison no es un buen predictor de onda de montaña,
solo en uno de los 27 casos del 2012 en el cual el Ábaco
pronosticaba onda, se habría registrado turbulencia.
Se puede producir turbulencia con Número de Froude menor que 1
Se ha registrado turbulencia cuando el viento perpendicular en la
cima de la montaña es intenso y disminuye su intensidad con la
altura
Conclusiones
Solo si la Onda de Montaña rompe, se producirá turbulencia severa.
Si se produce viento Zonda en SAME es probable que exista una
onda atrapada.
La información proveniente de modelos de escala global no es útil
para pronosticar onda de montaña