ADVECCION DE VORTICIDAD

ANTICICLONICA

Sr. A. Gil

Sr. M. Davison

Sr. W. Munch

1. Síntesis: En este informe se mostrará el campo de vorticidad relativa del viento asociada a la circulación alrededor de una dorsal y su advección por el viento. Ello se evaluará en el nivel de 300 hPa y por medio de secciones transversales. También se evaluará la relación de la advección con los movimientos verticales. Para ello se utilizarán datos del Pronóstico del modelo Global de Aviación del NCEP, graficados mediante el programa PCGRIDDS.



2. Referencias:

a. Archivo WAF16MAR.00Y, válido para 48hr, disponible para rescatarlo vía Internet en

http://140.90.50.22/pub/international/waffiles

b. Guía South American Desk, Gutierrez y Davison, enero 1995.

c. Guía de Análisis Sinóptico Basado en el Uso de PCGRIDDS, Leyton y Davison sept.1997.

d. Dorsal Cálida. Guía para su Análisis Basado en el Uso de PCGRIDDS, Vásquez, Davison y Gil. ene 1998.

e. Advección. Conceptos Teóricos. Gil, Davison y Munch. marzo 1998.



3. Definiciones:

Vorticidad: Es el rotacional del vector velocidad. En el Hemisferio Sur, el giro en sentido horario indica vorticidad ciclónica (valores negativos), giro antihorario, indica vorticidad anticiclónica. (valores positivos).

Advección de un escalar: La advección de un escalar por el viento, depende de la intensidad del viento, del gradiente del escalar y del ángulo entre las direcciones de ambos vectores. La intensidad de la advección es directamente proporcional a estos factores.

Advección de Vorticidad: Es el proceso mediante el cual, el componente rotacional del viento (vorticidad), es transportado por un vector, en este caso, el viento total. También puede ser evaluado como el cambio de la vorticidad respecto del tiempo, en un punto dado.

En el Hemisferio Sur (HS) transporte negativo, implica advección de vorticidad ciclónica, mientras que transporte positivo, implica advección de vorticidad anticiclónica.



4. Discusión: Tal como se describe en el documento de referencia Dorsal Cálida, un sistema así, ocupa toda la tropósfera. Debe esperarse: un aumento de la vorticidad anticiclónica con la altura; delante de su eje debe haber divergencia del viento en los niveles bajos, y convergencia en los niveles medios y superiores.

Para esta descripción se ha tomado una situación en la cual una dorsal, que en 300 hPa, se ubica en el Océano Pacífico Sur extendida sobre 45ºS 106ºO, 50ºS 97ºO, 63ºS 94ºO y alcanzando 80ºS 87ºO.

Figura 1
Figura 1: Representa los contornos geopotenciales de 300 hPa (líneas amarillas contínuas), vorticidad ciclónica (líneas rojas discontínuas), vorticidad anticiclónica (líneas azules discontínuas) y el viento total mediante vectores.

En la figura, se hallan representados los contornos geopotenciales de 300 hPa (línea contínua en color amarillo), el viento total (vectores en color celeste) y la vorticidad en dicho nivel (vorticidad ciclónica en líneas de puntos de color rojo; vorticidad anticiclónica en líneas de trazos color azul). Los valores máximos anticiclónicos se denotan con una "X" y los ciclónicos con una "N". Véase que la dorsal, se halla dominada por vorticidad de tipo anticiclónico y es evidente la presencia de dos importantes ejes de vaguada a un lado y otro de la dorsal.

Según se describe en el documento de referencia "Advección, Conceptos Teóricos", allí donde el viento forma un cierto ángulo respecto de las líneas de vorticidad, es de esperar transporte. Cuanto mayor sea el ángulo, más intenso sea el gradiente y mayor intensidad tenga el viento, más acusado será el cambio producido por advección. Nótese que en este caso, el viento incide sobre las isolíneas de vorticidad con un ángulo apreciable, a ambos lados de la dorsal, especialmente entre 60º y 80ºS. Análisis subjetivo, nos sugiere que al oeste de la dorsal,en el área marcada con la "A", cabrá esperar advección ciclónica (variación negativa), mientras que hacia el este, en el área marcada con la "B", debe esperarse advección anticiclónica (variación positiva).

En la figura 2 se han representado nuevamente los contornos geopotenciales de 300 hPa (líneas sólidas en color amarillo), el viento en dicho nivel y se ha añadido la advección de vorticidad relativa por el viento total. Como se había asumido previamente, allí donde el viento (vectores color celeste) incide en las líneas que representan la vorticidad con un ángulo cercano a la perpendicular, se aprecian las máximas variaciones, esto es en las áreas marcadas con "A" y "B" en el ejemplo.

Figura 2
Figura 2: Representa los contornos geopotenciales de 300 hPa (líneas amarillas contínuas), advección de vorticidad ciclónica (líneas rojas discontínuas), advección de vorticidad anticiclónica (líneas azules discontínuas) y viento total mediante vectores.

Para mejor entendimiento del concepto, en este análisis también se consideran las áreas de vorticidad ciclónica y anticiclónica en la vertical. La figura 3 representa una sección transversal entre los puntos 75°S 110°O y 75°S 60°O. En ella puede verse claramente que el eje de la dorsal, indicado por la rotación de los vientos, está alineado aproximadamente a lo largo de los 90°O.

De acuerdo a las definiciones anteriormente expuestas, cuanto más perpendicular sea el vector del viento a los contornos de la vorticidad relativa, más fuerte será la advección de la vorticidad, mientras que cuando el vector del viento sea paralelo a los contornos, la advección será neutra.

Figura 3
Figura 3: Representa viento (nudos), vorticidad ciclónica (líneas rojas discontínuas) y vorticidad anticiclónica (líneas azules discontínuas) en una sección transversal entre los puntos 48°S 110°O y 48°S 80°O.

En contornos azules discontínuos se encuentra indicada la vorticidad anticiclónica extendida alrededor del eje de la dorsal. Los valores máximos anticiclónicos, se hallan cerca del punto 75°S 92°O y a la altura de los 250 hPa, y cerca de 75°S 80°O, a la altura de 300 hPa. Hacia ambos extremos de la sección transversal, la vorticidad anticiclónica disminuye, apreciándose un núcleo de vorticidad ciclónica hacia el este (en contornos discontínuos en color rojo). Análisis subjetivo nos sugiere que la máxima advección de vorticidad anticiclónica deberá estar entre 87° y 65°O y al nivel de 300 hPa, donde está nuestro máximo.

La figura 4 muestra, también a lo largo de la sección transversal antes mencionada, el análisis objetivo de la advección de vorticidad y la circulación ageostrófica vertical en forma vectorial.

Figura 4
Figura 4: Representa advección de vorticidad ciclónica (líneas rojas discontínuas), advección de vorticidad anticiclónica (líneas azules discontínuas) y la circulación ageostrófica vertical en forma de vectores (color verde)

En la figura, se puede apreciar un máximo de variación positiva, es decir un aumento de la rotación anticiclónica, cerca de 75°S 68°O, y a una altura de entre 400 y 300 hPa cerca del área donde subjetivamente habíamos hecho nuestra evaluación. Hacia el oeste, la variación también es positiva aunque de mucha menor magnitud, llegando a transformarse en variación negativa en el extremo oeste de la sección transversal. En esta figura se han superpuesto también los vectores que representan la circulación ageostrófica del viento, siendo su longitud proporcional a la intensidad del movimiento (vectores en color celeste). Se puede ver claramente que los movimientos de descenso están fuertemente relacionados con el aumento de rotación anticiclónica, mientras que los movimientos de ascenso, se hallan relacionados con el aumento de rotación ciclónica.



Para completar la descripción se incluye la figura 5, la cual muestra una sección transversal a lo

largo de la línea antes mencionada, en la que se muestra el campo de convergencia-divergencia

del viento, y nuevamente la circulación ageostrófica en forma vertical. En líneas entrecortadas de color rojo, valores positivos, se halla representada la convergencia del viento; en líneas entrecortadas de color azul, la divergencia del viento.

Figura 5
Figura 5: Representa la convergencia del viento total (líneas rojas discontínuas), la divergencia del viento total (líneas azules discontínuas) y la circulación ageostrófica vertical en forma de vectores (color verde) en una sección transversal.

Nótese delante de la dorsal, la presencia de divergencia del viento total en niveles bajos, y convergencia del viento total, con un máximo de esta última alrededor de los 250 hPa sobre el punto 75ºS 70ºO. Al oeste de la dorsal, el campo de convergencia-divergencia es mucho más débil, predominando convergencia en los niveles bajos y divergencia en niveles altos.

Véase que esta distribución de convergencia-divergencia en la vertical alrededor de la dorsal, también está estrechamente relacionada con los movimientos verticales, lo cual apoya que su incidencia no está limitada a los efectos de la advección de vorticidad.



5. Conclusión: Se demuestra que a la hora de elaborar el pronóstico, el meteorólogo deberá tener en cuenta que la advección de vorticidad es aún más importante que el valor del núcleo de vorticidad, sea ciclónica o anticiclónica, ya que la advección de vorticidad tiende a favorecer el desarrollo de movimientos verticales. Advección de vorticidad anticiclónica favorece los movimientos de descenso mientras que advección ciclónica favorece los movimientos de ascenso.

También deberá tener en cuenta otros factores como la distribución de áreas de convergencia o divergencia ya que estos factores también pueden estar relacionados con la ocurrencia de movimientos de ascenso o descenso.



6. Referencias para la generación de los gráficos mediante el uso del programa PCGRIDDS:

a. Archivo: WAF16MAR.00Y

(1) Pronóstico para las 60hs. Comando: F60

(2) Area del gráfico: Centrada en 60°S 85°O, con una amplitud de 40 grados de latitud.

Comando: Area -60 85 40

b. Figura 1:

(1) Comandos: RVRT WIND GT00 CLR7 DASH/RVRT WIND LT00 CLR6 DASH

HGHT 300 CLR2 CI30/

WIND CLR1/

c. Figura 2:

(1) Comandos; ADVT RVRT WIND WIND GT00 CLR7 DASH

ADVT RVRT WIND WIND LT00 CLR6 DASH/

WIND CLR1/

HGHT 300 CLR2 CI30/

d. Para las restantes figuras se definió una sección transversal entre los puntos 75°S 110°O y 75°S 60°O. Comando: XSCT -75 110 -75 60

e. Figura 3:

(1) Comandos: RVRT WIND GT00 CLR7 DASH/RVRT WIND LT00 CLR6 DASH

BKNT CLR5/

XLBL.







f. Figura 4:

(1) Comandos: ADVT RVRT WIND WIND GT00 CLR7 DASH

ADVT RVRT WIND WIND LT00 CLR6 DASH/

ACRC AROW CLR5/

XLBL.

g. Figura 5:

(1) Comandos: DVRG WIND LT00 CLR6 DASH

DVRG WIND GT00 CLR7 DASH/

ACRC AROW/

XLBL.


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