Eventos de zonda

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Análisis de eventos de Zonda en la región de
Cuyo, Argentina.
Avero Kloster, Ariana. Ayala, Julieta.
Práctica Il. Licenciatura en ciencias de la atmósfera y meteorología aplicada.
Universidad Nacional de Los Comechingones. Villa de Merlo. San Luis. Argentina.
Resumen
Se estudiaron y analizaron dos casos de viento Zonda ocurridos este año en la Ciudad de
Mendoza, ambos eventos con variables meteorológicas muy intensas que afectaron a la
población mendocina. Los casos se dividirán en Caso 1: evento ocurrido 09/06/2023 con
hora de inicio a las 4 UTC (2:00 hs Arg.) y hora de finalización a las 10 UTC (7:00 hs Arg.) y
Caso 2: evento ocurrido el 21/07/2023 con hora de inicio a las 18 UTC (15:00 hs Arg.) y
hora de finalización 2 UTC ( 23:00 hs Arg.). Nuestro objetivo es poder identificar las
diferencias entre ambos eventos para poder determinar qué variables de interés hacen que
este evento sea tan intenso para tener en cuenta al momento de predecir Zondas futuros.
Introducción
El fenómeno conocido como Zonda Argentino, es un evento que ocurre en regiones
montañosas de la Cordillera de los Andes, el cual se origina por el desplazamiento de una
masa de aire que asciende del lado occidental de las montañas, lado perteneciente a Chile,
y desciende por su lado oriental, perteneciente a Argentina, siguiendo el relieve de las
mismas.
Este fenómeno meteorológico es prefrontal es decir que ocurre antes del ingreso de un
frente frío que se desplaza hacia el este de nuestro país. En su ascenso, la masa de aire
fría y húmeda, es obligada a elevarse y al hacerlo se condensa, dando lugar a
precipitaciones del tipo orográficas en la ladera occidental de la montaña, en su descenso,
se comprime adiabáticamente aumentando su velocidad de bajada por la ladera oriental de
la Cordillera, secando la masa de aire y calentándola, dando lugar al efecto Zonda a
sotavento de la montaña.La presencia de este fenómeno es notorio ya que genera un
cambio muy marcado de los parámetros meteorológicos, aumento de la temperatura,
aumento en la intensidad del viento, aumento en la depresión del punto de rocío,
predominante viento con componente oeste, disminución de la humedad relativa y
disminución de la presión atmosférica, son algunas de las características más conocidas
que provoca en su paso.
Su impacto es muy fuerte en las comunidades cuyanas, ubicadas en las laderas de la
Cordillera de los Andes, ya que afecta a la cotidianeidad de las mismas. Cuando hay
probabilidad de ocurrencia de los eventos de Zonda, se alerta a la población ya que en su
paso, los cambios abruptos afectan a la salud y desarrollo cotidiano de las personas. El
efecto combinado de los parámetros meteorológicos generan además, la disminución de la
visibilidad por las tormentas de polvo, impidiendo la circulación rutinaria. Las fuertes ráfagas
pueden generar caída de árboles, levantamiento de techos, cortes en los tendidos
eléctricos, generación y aumento en la probabilidad de incendios y demás impactos
importantes en las urbanizaciones.
En el presente estudio, se realizó el análisis y la caracterización de dos eventos puntuales
de Zonda en Argentina, los cuales afectaron a algunas localidades de la región de Cuyo
durante junio y julio del 2023. El primer evento estudiado data del día 9 de junio del 2023,
en el cual se generó un evento de Zonda nocturno, ya que en el análisis del mismo se
observan los cambios bruscos de los parámetros meteorológicos a las 7 UTC (4:00 hs Arg).
El segundo evento se registró el 21 de julio de 2023, donde se observan datos de un Zonda
diurno, ya que los cambios bruscos se detectan a las 18 UTC (15:00 hs Arg.).
Por último se comparan estos dos eventos con el modelo conceptual del Dr. en
meteorología Federico Norte presentado en su tesis doctoral “Características del viento
Zonda en la región de Cuyo” (1988), donde además se brinda la clasificación de los eventos
de Zonda según la intensidad de sus ráfagas y a partir de esta, se clasifican los eventos
estudiados en este trabajo.
Datos y metodología
Para el análisis de los eventos se tomaron datos de estaciones meteorológicas de superficie
ubicadas en las provincias de Mendoza y San Juan, las cuales propiciaron la información de
observaciones y la variabilidad de los parámetros meteorológicos principales, temperatura,
intensidad y dirección del viento, humedad relativa, presión atmosférica y depresión del
punto de rocío durante el período de duración del Zonda, esta información fue procesada
para visualizar el comportamiento gráfico de las variables y determinar el inicio de cada
evento.
Además se acudió a trabajar con información brindada por satélites (GOES-16), donde se
observó en los distintos canales la evolución del Zonda y su relación con los reportes
emitidos por aeropuertos y estaciones de superficie (METAR y SYNOP).
En ambos eventos también se trabajó con el modelo Global Forecast System (GFS), donde
se estudiaron las variables más importantes en las capas de 1000 hPa, 850 hPa, 700 hPa,
500 hPa y 200 hPa.
La metodología empleada en los dos eventos no fue exactamente igual, es por esto que a
continuación se detallan estas diferencias mencionando como “Caso 1” al Zonda del dia
9/6/2023 y como “Caso 2” al de la fecha 21/7/2023:
● Caso 1
En este primer evento se realizó un análisis a mayor escala ya que se relevaron más
cantidad de estaciones de la región de Cuyo, y cinco estaciones pertenecientes a Chile,
para observar como el Zonda impactó en cada una de ellas y cuál fue la estación de Cuyo
que más intensidad registró. Las estaciones argentinas fueron las siguientes, “Chamical” N°
87320, “Chepes” N° 87322, “Chilecito Aero” N° 87213, “La Rioja Aero” N° 87217, “Jáchal”
N° 87305, “San Juan Aero” N° 87311, “Malargüe Aero” N° 87506, “Mendoza Aero” N°
87418, “San Martín” N° 87416, “San Rafael Aero” N° 87509. Las estaciones chilenas fueron,
“Carriel Sur” N° 85682, “General Freire” N° 85629, “La Florida” N° 85488, “Santo Domingo”
N° 85586 y “Pudahuel Santiago” N° 85574.
Como primera instancia se realizó la lectura y decodificación de los mensajes
meteorológicos y ploteos SYNOP en las horas previas, durante y posteriores al evento (ver
apéndice imagen 1).
Se procesó la información meteorológica horaria de las estaciones tomando como periodo
desde 8/6/2023 a 10/6/2023, para identificar la hora exacta del Zonda . Se graficaron las
series temporales de las variables meteorológicas para observar su variación en el tiempo
(ver apéndice imagen 2, imagen 3, imagen 4).
Se realizó el análisis subjetivo de las cartas de superficie emitidas por el Servicio
Meteorológico Nacional (SMN) en el día del evento y fueron comparadas con las cartas de
superficie y de los niveles de 850 hPa, 500 hPa y 200 hPa del modelo GFS.
En las imágenes del modelo, en el nivel 925 hPa se prestó atención en las variables de
viento, alturas geopotenciales, temperatura, precipitación y humedad relativa; en el nivel de
850 hPa las variables observadas fueron temperatura, viento, alturas geopotenciales,
humedad relativa, temperatura potencial equivalente y la depresión del punto de rocío; en
los niveles de 500 y 300 hPa vientos y alturas geopotenciales (ver apéndice imagen imagen
5, imagen 6).
Fueron comparados los sondeos del lado chileno y argentino modelados por GFS en las
ubicaciones de las estaciones de “Santo Domingo” y “Mendoza Aero” para los horarios de
las 21 UTC del dia 8/7/2023, 00 UTC del día del evento y 6 UTC del mismo día (ver
apéndice imagen 7). De esta manera se trató de constatar el avance de la masa de aire a
través de la Cordillera de los Andes.
Además en el horario de las 00 UTC se realizó una comparación entre el sondeo real y el
modelado por GFS. Para el horario de las 12 UTC en la estación de “Mendoza Aero” se
compararon los sondeos a barlovento y sotavento de la montaña (ver apéndice imagen 8).
En cuanto a las imágenes de satélite, se trabajó con distintos canales del GOES-16
brindados por el Centro de Previsión del Tiempo y Estudios Climáticos (CPTEC) y Clima Sur
GBAen distintos horarios para ver la continuidad y avance de la masa de aire. Las
imágenes en el canal 13 fueron proyectadas minutos previos, en el momento del Zonda y
minutos posteriores a su inicio, este canal se enfoca en la temperatura de los topes nubosos
y las convecciones presentes en la atmósfera. Para acompañar esta información, se
observaron los tipos de nubes presentes en el momento del Zonda con las imágenes del
canal 8, donde se observan los tipos de nubes dependiendo de sus temperaturas lo que
indica las alturas de las nubes presentes. Además se observó la presencia de aerosoles en
la atmósfera utilizando las imágenes brindadas por National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) (ver apéndice imagen 9).
● Caso 2
Se comenzó trabajando con datos del día del evento,día previo y día posterior para
observar hora de inicio y hora de finalización de este. Los datos fueron obtenidos de la
Estación Meteorológica Mendoza Aero N°87418 en donde las principales variables que se
estudiaron fueron presión, temperatura, humedad relativa, dirección e intensidad del viento,
esta información se ploteo en gráficos con el lenguaje de programación Python para
observar con mayor facilidad las características de este zonda (ver apéndice imagen 10).
Además para complementar el análisis de estos tres días se obtuvieron sondeos de las 12
UTC (09:00 hs Arg.) de la página Atmospheric Soundings - Wyoming Weather Web (ver
apéndice imagen 11).
También se analizaron modelos del Global Forecast System (GFS) del dia del evento para
observar las distintas características de las masas de aire y observar si hubieron ingresos
de frente frío, se estudió la altura geopotencial, la temperatura y la dirección de los vientos a
los 850 hPa (ver apéndice imagen 12), la temperatura potencial equivalente a los 850 hPa,
500 hPa (ver apéndice imagen 13) y 200 hPa e intensidad del viento a los 200 hPa (ver
apéndice imagen 14).
https://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
Luego se descargaron imágenes satelitales (GOES-16) a la hora de inicio del evento para
observar en los distintos canales si estaba presente alguna tormenta de polvo característica
de este evento en particular (ver apéndice imagen 15), para complementar este análisis se
obtuvieron cartas de superficie en donde se analizó el ploteo Synop en distintas horas 12
UTC, 15 UTC, 18 UTC, 21 UTC y 00 UTC (09:00, 12:00, 15:00, 18:00 y 21:00 hs Arg.), (ver
apéndice imagen 16).
Comparación de casos:
Para comparar ambos eventos, se trabajó con los datos de la estación Mendoza Aero para
el periodo del 1 de junio de 2023 al 31 de julio de 2023. Se realizaron gráficos con Python
para observar la intensidad de ambos eventos en cada parámetro meteorológico de
importancia (temperatura, presión, tendencia del punto de rocío, humedad relativa,
intensidad del viento) (ver apéndice imagen 17).
Por último, basados en el modelo conceptual de un típico evento de Zonda en la región de
Cuyo (Norte, 1988) se compararon las situaciones sinópticas para verificar si los eventos
estudiados tuvieron este tipo de comportamiento (ver apéndice imagen 18). Este análisis
sinóptico se realizó con las cartas de superficie emitidas por el SMN y las de los niveles de
925 hPa, 850 hPa, 500 hPa y 200 hPa de GFS.
Resultados
● Caso 1
Este primer evento tuvo inicio a las 4 UTC (1:00 hs Arg.) del día 9/6/2023. Para definir su
comienzo se evaluó cuál estación de Cuyo registró los valores más extremos, por este
motivo los expuestos corresponden a la estación “Mendoza Aero”.
Su comienzo fue notorio por el cambio repentino de las condiciones meteorológicas, en
cuanto al viento presentó un aumento de intensidad con respecto a la hora previa el cual fue
de 8 kt(3 UTC) a 12 kt(4 UTC) si bien este aumento no fue tan brusco, fue acompañado de
el aumento de temperatura que pasó de 14,3° C (3 UTC) a 25,3° C (4 UTC) valor que
resulta significativo para el momento del día y la época del año, con respecto a la
temperatura del punto de rocío el cambio fue de 8,1°C a -19,8° C dando una disminución de
la humedad relativa que pasó de 66% a 3% en una hora, el cambio en la depresión del
punto de rocío fue de 6,2°C (3 UTC) a 45,1°C (4 UTC), la presión registrada en esta
estación (Mendoza Aero) para las 4 UTC fue de 922,8 hPa. Estas condiciones persistieron y
se intensificaron durante aproximadamente 6 horas, dando un máximo de intensidad de
viento a las 7 UTC el cual fue de 30 kt (55,6 km/h) en el cual se emitieron reportes de
tempestad de polvo en la estación y visibilidad de 1,5 km, el máximo de temperatura 27,8° C
se registró a las 9 UTC como también el minimo de presion 998 hPa.
A partir de las 10 UTC se observan cambios en los parámetros meteorológicos medidos que
dan referencia del fin del evento, la temperatura del ambiente comienza a bajar registrando
26,5°C en este horario, la temperatura de punto de rocío comienza a ascender -2,2°C (en la
hora previa se registró un valor de temperatura de punto de rocío de -7,3°C), la intensidad
del viento se debilita registrando 7 kt (13 Km/h) y su dirección rota hacia el suroeste, por
último se registra un leve aumento de la presión en este horario 1000,7 hPa con tendencia
al aumento.
En cuanto al análisis de las cartas de superficie emitidas por el SMN y su comparación con
los distintos niveles del modelo GFS se observó la presencia de un frente frío el cual
avanzaba hacia el noroeste del continente, ingresando al centro de Chile a partir de las 21
UTC del dia 8/6/2023 horario en el cual se registraron valores de precipitación y presencia
de nubosidad en las estaciones más al sur de la muestra tomada para el lado chileno, al
observar y comparar las estaciones del lado argentino no se observaron patrones
organizados de los parámetros meteorológicos para este horario. En las horas posteriores
el frente impactó un área mayor del lado chileno, dando cielo cubierto en 8/8 en todas las
estaciones a barlovento de la montaña y cielo despejado en las estaciones del lado
argentino, a excepción de la estación de Malargüe que presentó lluvia débil y continua
durante todas las horas del evento.
Con respecto a la posición y ubicación del Jet Stream, se lo identificó a partir del nivel de
500 hPa gracias a la información brindada por el modelo en altura, en los niveles por
encima de este la intensidad del viento aumentó. Se observó además, el ángulo de impacto
con la Cordillera de los Andes que durante el día del evento se posiciono justo por encima
de la franja de estaciones estudiadas, y puede verse en las cartas del modelo que su
impacto con la cordillera fue de manera perpendicular, es decir que presentaba dirección
oeste.
El análisis de los sondeos a ambos lados de la montaña determinó la presencia del Zonda a
sotavento y saturación atmosférica a barlovento debido al ascenso forzado de la masa de
aire. En el sondeo de las 12 UTC del día 9, se puede observar que el perteneciente a la
estación Santo Domingo presenta nubosidad y precipitación estratiforme lo que condice con
el reporte de SYNOP para ese mismo horario. Con respecto al sondeo de las 12 UTC para
Mendoza Aero, se observa que el frente ya tuvo incidencia sobre la estación por la rotación
que presentan los vientos cerca de la superficie, los 13°C de temperatura que se
complementa con los reportes emitidos, además la temperatura del ambiente se comporta
como una adiabática seca, interpretándose esto como que la masa de aire en la superficie
presenta condiciones térmicas homogéneas debido a la mezcla que genera el paso del
frente. A su vez se confirmó la incidencia del Jet que se había interpretado en un primer
momento por el análisis del modelo para ambas zonas, observándose que alrededor de los
300 hPa el viento presentaba componente puramente de los 270° (oeste).
● Caso 2
Se identificó que el evento comenzó a las 18 UTC (15:00 hs Arg.) con un brusco descenso
de la presión en superficie llegando a los 1000 hPa y otro brusco descenso en la humedad
relativa llegando al 0%, un aumento repentino de la temperatura informando28,3°C y otro
aumento en la intensidad del viento hasta los 46,4 Km/h. Respecto a la dirección del viento
se pudo observar que en el día del evento tuvo mayor prevalencia del Noroeste.
Al analizar los sondeos de las 12 UTC (09:00 hs Arg.) se pudo observar que el día anterior a
la llegada del zonda la temperatura en superficie fue de 5°C y la Temperatura de rocío de
0°C con viento en calma; el dia del zonda se observó en superficie viento Suroeste con una
temperatura de 5°C y una temperatura de rocío de 2°C, observando un poco más en altura
(850 hPa aprox.) se puedo ver una gran diferencia (de 50°C) entre la temperatura con la
temperatura de rocío y se observa como la temperatura se posiciona paralela a la
adiabática seca, también se ve una rotación del viento con dirección Noroeste y velocidad
de 35 kt (65 km/h); el día posterior al zonda se observó en superficie viento Sur con 35 kt y
una temperatura de 12°C y una temperatura de rocío de 0°C.
Respecto a los ploteos Synop en las cartas de superficie se pudo observar que en el
Aeropuerto de Mendoza a las 12 UTC hubo una tendencia positiva en la presión y una
diferencia de 12°C entre la temperatura y la temperatura de rocío; a las 15 UTC se siguió
observando una tendencia positiva en la presión sobre el Aeropuerto de Mendoza pero se
al Sur de Mendoza se identifica una tendencia negativa de presión; a las 18 UTC horario de
inicio del evento de zonda la presión continua disminuyendo llegando a los 1001 hPa, se
observan bajas presiones en toda la provincia de Mendoza y tempestad de polvo al Oeste
del Aeropuerto de Mendoza la cual también se identificó a través de imágenes satelitales; a
las 21 UTC se observó polvo levantado en el Aeropuerto de Mendoza, una diferencia de
43°C entre la temperatura y la temperatura de rocío y una presión de 1000 hPa; para
concluir a las 00 UTC se observó una tendencia positiva en la presión.
Finalmente se analizaron para el dia del evento (21/07) modelos del Global Forecast
System (GFS) comenzando con altura geopotencial, temperatura y dirección del viento a los
850 hPa, en estos modelos se pudo observar a las 12 UTC una rotación de los vientos y
una diferencia de temperatura muy marcada sobre las provincias de Neuquén,La Pampa y
Río Negro, estas condiciones fueron avanzando hacia el Norte del país en el transcurso del
día en donde se ve una notable franja que separa temperaturas de 6°C con temperaturas de
18°C también es notable la rotación de los vientos en donde al Sur de esta franja tenemos
viento Sureste,Suroeste y Sur y al Norte tenemos viento Noreste,Noroeste y Norte; tambien
se analizo la temperatura potencial equivalente a las 18 UTC en distintas alturas, a los 850
hPa se observa un gradiente sobre el Sur de la provincia de Mendoza y el Norte de
Neuquen, a los 500 hPa se ve este mismo gradiente pero ubicado mas al Sur del pais sobre
las provincias de Rio Negro,Chubut y Neuquen, a los 200 hPa este gradiente ya no es muy
legible; para finalizar se observo el movimiento del Jet a los 200 hPa desde las 12 UTC
hasta las 00 UTC el cual se desplazo hacia el Norte del pais en el transcurso del dia.
Conclusión
Comparación de ambos eventos:
Al comparar ambos eventos estudiados se llega a la conclusión que el Caso 1 al tratarse de
un “Zonda nocturno” las condiciones en cuanto a la temperatura máxima que se alcanzan
son menores que el Caso 2 el cual se identifica como “Zonda diurno”, esto se ocasiona por
la incidencia de la radiación solar durante el evento diurno, la temperatura máxima del Caso
2 es producto de efectos combinados entre el calentamiento de la superficie por efectos
radiativos y el calentamiento adiabático producto del viento. En cuanto a la intensidad del
viento, el Caso 1 presenta mayor intensidad, esto se justifica por el ángulo de incidencia del
Jet en altura que impacta de forma perpendicular a la cadena montañosa, en cambio en el
Caso 2 la incidencia del Jet tiene dirección predominante del del Noroeste.
Comparación con el modelo conceptual de ambos eventos:
Con respecto a los casos estudiados se observan en ambos que las cartas de superficie
para las horas previas y durante del evento, la presencia notoria de una masa de aire fría y
húmeda que se encuentra a barlovento de la Cordillera de los Andes proveniente del
Océano Pacifico Sur, una masa cálida y húmeda ingresando por el noreste del país
proveniente de Brasil y una masa de aire cálida y seca correspondiente al Zonda en la
región de Cuyo. En cuanto a los frentes presentes, se confirma la presencia del frente frío
ingresando por el centro oeste del sur del continente, el cual en su avance va desalojando la
masa de aire cálida y seca presente en Cuyo.
Como conclusión final se realiza la clasificación de cada evento dependiendo de la
intensidad máxima del viento (Norte, 1988). Ambos fueron categorizados como FNZ1
(Zonda moderado) pero se identifica de igual manera que la mayor intensidad del viento la
tuvo el Caso 1 siendo de 55,6 Km/h y la del Caso 2 46,4 Km/h.
Apéndice
Imagen 1:
Imagen 2: serie temporal del mes de junio del 2023 de la estación “Mendoza Aero”.
Identificación del día de Zonda.
Imagen 3: serie temporal del mes de junio del 2023 de la estación “Santo Domingo”.
Identificación del día de Zonda.
Imagen 4: serie temporal del día del evento
Imagen 5:
8/6/2023 21 UTC:
9/6/2023 00 UTC:
9/6/2023 3 UTC:
9/6/2023 6 UTC:
9/6/2023 9 UTC:
9/6/2023 12 UTC:
Imagen 6:
8/6/2023 21 UTC:
925 hPa: viento, precipitación, geopotencial
925 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial.
925 hPa: viento, temperatura, geopotencial
850 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial.
850 hPa: viento, temperatura, geopotencial, isoterma 0°.
850 hPa: viento, depresión del punto de rocío, geopotencial, isoterma 0°.
850 hPa: viento, temperatura potencial equivalente, geopotencial.
500 hPa: viento, geopotencial.
300 hPa: viento, geopotencial.
9/6/2023 3 UTC:
925 hPa: viento, precipitación, geopotencial, isoterma
925 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial, isotermas.
850 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial, isotermas.
850 hPa: viento, depresión del punto de rocío, geopotencial, isoterma 0°.
850 hPa: viento, temperatura potencial equivalente, geopotencial.
500 hPa: viento, geopotencial.
9/6/2023 6 UTC:
925 hPa: viento, precipitación, geopotencial, isoterma.
925 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial.
925 hPa: rachas de viento, isoterma 850 hPa, geopotencial 850 hPa, isoterma 0°C.
850 hPa: viento, temperatura potencial equivalente, geopotencial, isoterma 0°C.
500 hPa: viento, geopotencial.
9/6/2023 9 UTC:
925 hPa: viento, precipitación, geopotencial, isoterma.
925 hPa: viento, humedad relativa, geopotencial.
850 hPa: viento, temperatura potencial equivalente, geopotencial, isoterma 0°C.
500 hPa: viento, geopotencial.
Imagen 7:
8/6/2023 21 UTC:
8/6/2023 00 UTC:
8/6/2023 06 UTC:
Imagen 8:
9/6/2023 00 UTC: “Santo Domingo”
9/6/2023 12 UTC: “Mendoza Aero”
Imagen 9:
Imagen 10: Serie temporal del 20/07/2023 al 23/07/2023
Dirección e intensidad del viento
Imagen 11: Sondeo 12UTC de los días 20/07, 21/07, 22/07 Mendoza Aero
Imagen 12: altura geopotencial, temperatura y dirección del viento a los 850 hPa
21/07-12UTC
21/07 15UTC
21/07 18UTC
21/07 21UTC
21/07 00 UTC
Imagen 13: Theta-e 21/07 a las 18 UTC
850 hPa
500 hPa
200 hPa
Imagen 14: Jet en 200 hPa 21/07
12 UTC
15 UTC
18 UTC
21 UTC
00 UTC
Imagen 15: Imágenes satelitales 21/07 18 UTC
Imagen 16: cartas en superficie con ploteo Synop 21/07
12 UTC y 15 UTC
18 UTC y 21 UTC
00 UTC
Imagen 17: comparación de ambos Zondas
Tabla comparativa
Imagen 18: comparación del modelo conceptual con ambos eventos de Zonda.
Zonda 09/06
Zonda 21/07