Resumen

Las ondas de montaña son un tipo de ondas de gravedad que se forman a sotavento de los principales sistemas montañosos en determinadas condiciones. La turbulencia y el engelamiento son fenómenos meteorológicos adversos asociados a este tipo de ondas que pueden comprometer a la seguridad aérea. No en vano, la turbulencia asociada a ondas de montaña y el engelamiento han sido citados como la causa de numerosos accidentes de aviación. Actualmente aún existe bastante incertidumbre en el pronóstico de eventos de ondas de montaña, lo que dificulta la anticipación a los mismos. La disponibilidad de datos observacionales directos es el mayor hándicap en el estudio de las ondas de montaña, ya que es muy difícil obtener mediciones fiables en su zona de formación. Consecuentemente, para el estudio de este fenómeno en esta tesis doctoral se ha utilizado la nubosidad asociada a ondas de montaña como método observacional.

En este trabajo se analizan eventos de ondas de montaña y engelamiento en el entorno del aeropuerto Adolfo Suárez Madrid-Barajas, cuya cercanía con la Sierra de Guadarrama hace que sea una zona propicia para su formación. La base de datos sobre la que se ha trabajado ha sido elaborada mediante observación de imágenes del satélite MSG-SEVIRI durante los meses de noviembre a marzo de los últimos 20 años (2001-2020). La temperatura de brillo de las imágenes satelitales ha sido la variable que se ha usado como referencia para validarlas simulaciones de nubosidad asociada a eventos de ondas de montaña. Todos los eventos de ondas de montaña seleccionados para la elaboración de esta tesis doctoral cumplen los siguientes requisitos: al menos 3 bandas nubosas alternas, paralelas a la Sierra de Guadarrama, con una longitud de onda y longitud transversal superior a 15 km y una temperatura de brillo de entre 260 y 275 K. Los modelos meteorológicos escogidos para esta tesis doctoral son Weather Research and Forecasting (WRF) y HARMONIE-AROME.

La validación de las simulaciones obtenidas con ambos modelos frente a los datos satelitales de la temperatura de brillo ha resultado satisfactoria, pudiendo discernir que la distribución de temperaturas simulada por el HARMONIE-AROME se asemeja más a la observacional que la del WRF. Sin embargo, en el intervalo de temperaturas característico de la nubosidad asociada a las ondas de montaña, es el WRF el que obtiene mejores resultados. También se ha realizado una caracterización de las variables atmosféricas que intervienen en la formación de las ondas de montaña. Estas variables han sido la dirección y velocidad del viento a barlovento de la Sierra de Guadarrama, la estabilidad estática sobre la Sierra y el contenido de agua líquida y la temperatura a sotavento. La caracterización ha permitido establecer que las condiciones necesarias para la formación de ondas de montaña en la zona de estudio se corresponden aviento de norte-noroeste, velocidad del viento moderada y ligera o neutra estabilidad atmosférica. La existencia de contenido de agua líquida y de temperaturas por debajo de 0 ºC también ha sido considerada en la caracterización de la nubosidad y engelamiento asociados a estas ondas. Adicionalmente, se ha construido un árbol de decisión para cada modelo meteorológico con el fin de establecer un método de alertas de eventos de ondas de montaña, nubosidad asociada y engelamiento, basándonos en los percentiles de las variables atmosféricas obtenidas de la caracterización. Estos avisos, también validados con imágenes de satélite, han arrojado porcentajes de acierto superiores al 75% para ambos modelos. Finalmente, la turbulencia fue evaluada mediante el cálculo de la Eddy Dissipation Rate, obteniendo valores de turbulencia mayores en presenciade nubosidad asociada a ondas de montaña. La intensidad de la turbulencia simulada por el WRF en estos episodios fue mayor que la del HARMONIE-AROME

Enlace al trabajo original: https://eprints.ucm.es/id/eprint/71393/