ONDAS DEL ESTE EN COLOMBIA Y ALGUNOS ASPECTOS RELEVANTES DE LOS CICLONES TROPICALES

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1 Meteorología Colombiana N 3 pp Marzo, 2001 Bogotá D.C. ISSN ONDAS DEL ESTE EN COLOMBIA Y ALGUNOS ASPECTOS RELEVANTES DE LOS CICLONES TROPICALES GLORIA ESPERANZA LEÓN ARISTIZABAL Profesora Asociada, Departamento de Geociencias-Universidad Nacional de Colombia Investigador Científico IDEAM JORGE ANÍBAL ZEA MAZO Profesor Asociado, Departamento de Geociencias-Universidad Nacional de Colombia Investigador Científico IDEAM JESÚS ANTONIO ESLAVA RAMÍREZ Profesor Titular, Departamento de Geociencias-Facultad de Ciencias-Universidad Nacional de Colombia León, G., J. Zea & J. Eslava. 2001: Ondas del este en Colombia y algunos aspectos relevantes de los ciclones tropicales. Meteorol. Colomb. 3: ISSN Bogotá, D.C. - Colombia. RESUMEN El manejo de las actividades socioeconómicas requiere de un conocimiento profundo y detallado de los diferentes sistemas atmosféricos que alteran las condiciones del estado del tiempo en el país. Esta nota contiene una descripción de los principales patrones atmosféricos en la escala sinóptica relacionados con las ondas del este y los ciclones tropicales del Caribe. Parte del trabajo fue desarrollado con base en los reanálisis de datos reticulares de alta calidad preparados por el Centro Nacional de Predicción Ambiental y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCEP/NCAR) de la Administración Atmosférica y Oceánica de los Estados Unidos (NOAA) y en la aplicación implementada con el programa GRADS, desarrollado en el Centro Para Estudios Océano-Tierra-Atmósfera (COLA). ABSTRACT The handling of the socio-economic activities requires a deep and detailed knowledge of the different atmospheric systems that alter the weather conditions in the country. This note contains a description of the main atmospheric patterns on a synoptic scale, related to the easterly waves and the tropical cyclones of the Caribbean. The work was developed partly on the basis of the Reanalysis data on grids of high quality, prepared by the National Center of Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) of the National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) of the United States, and partly on the application implemented with the program GRADS, developed by the Center for studying the Ocean-Land-Atmosphere system (COLA). 1 INTRODUCCIÓN Las ondas del Este y los ciclones tropicales del Caribe desempeñan un papel muy importante en el comportamiento del estado del tiempo en Colombia, en particular en el sector norte donde se aumenta el nivel de lluvias, mientras en el centro se presentan fuertes disminuciones en las cantidades de precipitación. Estos sistemas, especialmente los ciclones, cuando su trayectoria la realiza sobre el mar Caribe, han originando tempestades que han desencadenado inundaciones, marejadas, tormentas y otros tipos de fenómenos meteorológicos severos que afecta a las vidas humanas y a los bienes materiales. La temporada de ciclones tropicales o huracanes, que se presenta entre junio y noviembre de cada año, en promedio, registra 9 tormentas tropicales de las cuales 6 de ellas pueden alcanzar el grado de huracán. A pesar, de que Colombia se encuentra dentro del área de bajo riesgo de huracanes, en muchas ocasiones ha sido afectada directamente por ellos y han cruzado la

2 138 METEOROLOGÍA COLOMBIANA N 3, MARZO 2001 península de La Guajira o el archipiélago de San Andrés y Providencia. De estos sistemas podemos citar el huracán, en octubre de 1989, atravesó la Guajira, paso muy cerca de la isla de San Andrés y finalmente cruzo Centro América y se convirtió en un ciclón del Pacifico, tomando el nombre de Miriam, el huracán Roxanne también afectó el Archipiélago de San Andrés y Providencia con fuertes lluvias y tormentas eléctricas del 9 al 12 de octubre de 1995, el huracán Fran en 1996, el huracán Mitch entre el 19 y 24 de Octubre de 1998 se situó sobre el norte del archipiélago de San Andrés y Providencia, afectando gran parte de los cayos. El huracán Georges, cuando se encontraba sobre República Dominicana, el 22 de septiembre de 1998, una rama espiralada que alcanzó el norte de Colombia hizo sentir sus efectos alterando el comportamiento de la precipitacion, aumentando el oleaje e incrementando la fuerza de los vientos. 2 ASPECTOS METODOLÓGICOS La finalidad del presenta trabajo fue mejorar el conocimiento acerca del comportamiento y la estructura de las ondas del este y los ciclones tropicales. Con este propósito se recopilaron trabajos de distintos autores, se efectuaron estudios de estos sistemas con base en análisis efectuados con datos de reanálisis de datos reticulares de alta calidad proporcionados por el Centro Nacional de Predicción Ambiental y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCEP/NCAR) de la Administración Atmosférica y Oceánica de los Estados Unidos (NOAA). Así mismo se utilizó el programa GRADS, desarrollado en el Centro para Estudios Océano-Tierra-Atmósfera (COLA) de los Estados Unidos, para la presentación gráfica y el calculo de otros datos derivados, a partir de los reanálisis. 3 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 3.1 Ondas del este del caribe Son esencialmente disturbios de tipo ondulatorio en la profunda corriente del este tropical, los que en su mayoría presentan curvatura ciclónica y deforman el campo de presión. La importancia de las ondas del este, frecuentes en la temporada lluviosa del norte del país, radica en que el paso de una de ellas sobre un lugar dado produce alteraciones en el estado del tiempo, el cual se va deteriorando paulatinamente. Además, aunque solo un número reducido de ellas se intensifica, una gran parte de los huracanes tienen su origen en ella. Tienen un espesor de 6 a 8 km y como promedio unos km de longitud. Se desplazan con velocidades de 15 a 30 kph. En las imágenes de satélites meteorológicos estas ondas aparecen como una agrupación o conglomerado nuboso con una dimensión aproximada de 500 km 2 ; este conglomerado está formado esencialmente por nubes cirrus que cubren la línea o zona de mayor actividad, donde se observan cumulonimbus. La mayoría están precedidas por la caída de valores de presión atmosférica con pocas nubes, sin lluvias ni nieblas. La nubosidad se incrementa a medida que se aproxima el eje de la onda y luego comienzan a observarse núcleos con nubosidad de altura media y alta y algunos chubascos. El viento cambia de dirección del noreste al este. La temperatura no sufre mayores cambios o pasa a ser ligeramente más alta. A la derecha del eje, el viento gira del este al sureste acompañado de actividad de tormentas, sube la presión y aumenta el contenido de humedad de la masa de aire. Una vez que la onda en su avance hacia el oeste, ha cruzado sobre determinado lugar y se aleja del mismo, las condiciones del tiempo se normalizan y se imponen nuevamente los vientos Alisios. Cuando se presentan tormentas al oeste de la vaguada, es decir antes del cruce del eje de la misma, estas manifestaciones son indicativas de la inestabilización que se presenta en la onda, la cual puede intensificarse hasta niveles en los cuales se originan los huracanes. Las ondas débiles son a menudo difíciles de localizar con exactitud pues van acompañadas de poco cambio en el tiempo y solamente producen un incremento en la nubosidad sobre tierra en horas diurnas y sobre el mar en horas nocturnas. 3.2 Ciclones tropicales En la cuenca del Caribe y sobre el océano Pacífico oriental, entre los 5 y 20 grados de latitud norte, se forman ciclones que se desplazan al noroeste cuando las aguas cálidas alcanzan temperaturas de 27ºC o más y la estructura vertical no favorece la producción de cortantes de viento. Generalmente, estas condiciones se presentan entre mayo y noviembre, especialmente entre agosto y octubre, y pueden incidir fuertemente en el estado del tiempo en el norte de Colombia con precipitaciones o vientos muy fuertes (Fig.2). Todos los ciclones tropicales en el mar Caribe tienen circulaciones con nubosidad convectiva, precipitación y vientos muy bien organizados. Los ciclones tropicales se forman por la intensificación de perturbaciones tropicales, como las producidas en las ondas del este, que originan vientos cada vez más fuertes. Cuando los vientos alcanzan los 37 kph el ciclón desarrollado se clasifica como depresión tropical. Cuando alcanza los 65 kph el sistema es denominado tormenta tropical. Si exceden los 119 kph la tormenta se designa oficialmente como huracán. Cuando el huracán decae, la tormenta es degradada invirtiendo esa misma clasificación. El huracán es un ciclón tropical violento, con un promedio anual de ocurrencia de 5 por año. Los huracanes son identificados con nombres de personas en sucesión alfabética, alternando los nombres masculinos y femeninos. El huracán se caracteriza por vientos fuertes cuyas intensidades superan los 119 kph y bandas de

3 LEÓN, ZEA & ESLAVA: ONDAS DEL ESTE COLOMBIA ASPECTOS RELEVANTES CICLONES TROPICALES 139 nubes en forma de espiral que producen abundantes lluvias; las cuales se extienden a distancias entre 300 y 500 km de su centro. Se desplazan como remolinos, generalmente de este a oeste con una ligera tendencia hacia el norte. Su centro, denominado ojo del huracán, es una área casi libre de nubosidad con vientos débiles en un radio de acción de 10 a 30 km. Bordeando el ojo del huracán se encuentra la pared del ojo, constituida por un anillo de nubes cumulonimbus que producen lluvias intensas y vientos muy fuertes. Figura 1. Representación de una Onda del este en el flujo tropical a través de las líneas de corriente y del flujo de radiación de onda larga saliente (W/m 2 ) durante su desplazamiento al norte del país el a) 14, b)15, c) 16 y d) 17 de agosto de 1993, con base en los datos del Reanalysis NCEP/NCAR La parte más peligrosa y destructiva del huracán está cerca del ojo, en general, en el lado norte. Los mayores daños y pérdidas de vida resultan de las inundaciones en áreas costeras debido a marejadas y brisas fuertes. El ciclo de vida medio es de 9 días, aunque parece que en agosto tienen una mayor duración, con periodos de 12 días en promedio. Intensos huracanes incluyen paredes concéntricas de nubes convectivas cuando la presión central está por debajo de los 920 hpa, aunque en algunos casos se han observado estas paredes con valores de presión central cercana a los 950 hpa. La pared circular exterior de nubes convectivas se sitúa entre unos 80 a 120 km del centro del ojo (Fig.3). Por varios días este anillo de nubes se contrae hacia el interior, progresivamente se debilita la estructura de la pared de nubes. Este fenómeno deforma la distribución normal de la precipitación y de los vientos. En el interior del ojo los vientos son débiles, alrededor del ojo los

4 140 METEOROLOGÍA COLOMBIANA N 3, MARZO 2001 vientos incrementan y la intensidad máxima está muy cerca de él, como lo muestra la Fig.4. Los vientos entre las dos paredes de nubes son ligeros. La precipitación en las dos paredes de nubes es similar. En el lado izquierdo de la Fig.3, se observan las dos paredes de nubes y en el lado derecho se exhibe la más común y convencional banda singular. Normalmente los huracanes con largas trayectorias sobre el mar Caribe alcanzan la intensidad requerida para formar las paredes concéntricas. Los huracanes Allen y Gilbert presentaron esta particularidad durante su etapa más intensa. Hay evidencia que el Joan, que afecto al territorio nacional, tuvo una incipiente pared secundaria. Estas formas a menudo son oscurecidas por techos de cirrus, los cuales hacen difíciles identificar estas paredes en las imágenes de satélite. La costa caribeña colombiana y el archipiélago de San Andrés y Providencia se ven afectados, aunque con una baja frecuencia comparada con otras áreas del Caribe. Los mayores daños son causados por los vientos fuertes, lluvias intensas y marejadas en las zonas costeras; hacia el interior del país los efectos nocivos están asociados con inundaciones, deslizamientos de tierra y en menor intensidad con los vientos fuertes. Figura 2. Imagen de satélite en el canal infrarrojo del 8 de octubre de 1997 a las 11:45 UTC, donde se observa el huracán Paulina. (Fuente: IDEAM) Reconocimientos Trabajo realizado dentro del marco del Grupo de Investigaciones en Meteorología - U.N. que cuenta con el apoyo financiero de COLCIENCIAS y el BID, contrato COLCIENCIAS-U.N. No.391/99, como parte del Proyecto de Investigación apoyado por COLCIENCIAS y el BID Proyecciones climáticas e impactos socioeconómicos del cambio climático en Colombia", contrato COLCIENCIAS- U.N. No , y el IDEAM. 4 CONCLUSIONES La inclusión de la información sobre el estado y la evolución de las ondas del este y los ciclones tropicales dentro de Sistema Nacional de Atención y Prevención de Desastres se hace inminente ante los fenómenos adversos que resultan de estos sistemas meteorológicos y que pueden afectar gravemente amplios sectores de la población y muchos de sus bienes.

5 LEÓN, ZEA & ESLAVA: ONDAS DEL ESTE COLOMBIA ASPECTOS RELEVANTES CICLONES TROPICALES 141 El origen de estos fenómenos es bien conocido a escala sinóptica tropical, ya que básicamente se deben a condiciones particulares de aire húmedo, estabilidad atmosférica, temperaturas oceánicas mayores a 27ºC, fuerte cortante de viento horizontal y débil cortante de viento vertical. El motor que impulsa estos sistemas sinópticos está directamente relacionado con la circulación de los vientos Alisios en capas bajas. Entre los meses de mayo y noviembre, el comportamiento del estado del tiempo en el territorio colombiano, particularmente en las zonas insulares y costeras, es afectado por estos sistemas y con una mayor frecuencia por las ondas del este. A pesar de la localización de Colombia dentro de una franja que presenta baja o nula ocurrencia de ciclones tropicales, resulta indispensable su preparación para afrontar y mitigar los efectos de estos sistemas, los cuales están catalogados como los fenómenos meteorológicos más violentos y han registrado efectos adversos e impactos de considerable magnitud. Figura 3. Sección vertical de un ciclón tropical. BIBLIOGRAFÍA Dorman, C. & R. Bourke. 1981: Precipitation over the Atlantic Ocean, 30S to 70N. Mon. Wea. Rev. 109: Kalnay, E., M. Kanamitsu, R. Kistler, W. Collins, D. Deaven, L. Gandin, et al. 1996: The NCEP/NCAR 40- year Reanaysis Project. Bull. Amer. Meteor. Soc., 77: Pan H., & Wan-Shu Wu. 1994: Implementing a mass flux convective parameterization package for the NMC medium-range forecast model. Preprints, 10 th Conf. On Numerical Weather Prediction, Portland, OR, Amer. Meteor. Soc., Figura 4. Campos de viento de un ciclón tropical para una sección transversal horizontal a un nivel próximo a superficie (Fuente: USAF) Walters, K., A. Korik & M. Vojtesak. 1989: The Caribbean Basin. A Climatological Study. USAFTAC/TN- 89/003.