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LLANOJET 2005: Primer Experimento Meteorológico de la Corriente en Chorro a Niveles Bajos de los Llanos Venezolanos

Abstract

Durante marzo de 2005 se llevó a cabo una campaña de mediciones meteorológicas en los llanos Venezolanos utilizando radiosondeos y globos piloto. Los objetivos fueron: 1) Determinar las variaciones diurnas de la corriente en chorro a niveles bajos (LLJ) que ha sido observado en San Fernando de Apure durante los últimos e años a través de mediciones de globo piloto, 2) determinar la estructura del LLJ utilizando una red de 7 estaciones de globo piloto, 3) validar la estructura e intesidad del LLJ descrita por recientes análisis regionales y 4) fortalecer el interés en mediciones meteorológicas en Venezuela como parte de la componente educativa de PACS-SONET.

Introducción

En 2001 se estableció una estacion de observaciones de globo piloto en San Fernando de Apure, localidad ubicada en el corazón de los llanos Venezolanos, al dur de la cordillera de la costa. El propólsito de esta estación, parte del projecto PACS-SONET, fue realizar observaciones diarias de viento para monitorear el flujo de los alisios y su variabilidad sobre el interior del norte de Sudamérica. Durante el periodo de operación de esta estación no se operaba de manera rutinaria en la región otra estación que midiera el perfil vertical del viento. Posteriormente a la instalación de la estación en San Fernando, dos estaciones nuevas se instalaron, una en Ciudad Bolílvar y otra en Maracay.

Un hecho resaltante visible en los datos de globo piloto de San Fernando durante los últimos 4 años (a pesar de que los datos no son continuos debido a problemas con la disponibilidad del gas) es la presencia cuasi-constante de una corriente en chorro a niveles bajos durante la temporada seca (noviembre a abril). Las observaciones en San Fernando se hicieron solamente durante la mañana, lo que motivo la curiosidad de conocer los perfiles de viento durante horas de la tarde, que debían diferir como sucede con otras corrientes de chorro a niveles bajos. La identificación de variabilidad en la corriente en chorro a niveles bajos es importante no solo a nivel local. Es importante conocer los perfiles de viento a diferentes horas del día para poder validar los análisis producidos por esquemas de asimilación globales o regionales que producen los datos de "reanálisis", que tiene como propósito estudiar el clima. Esto se debe a que la mayoría de los análisis de gran escala no pueden resolver los detalles de la interacción del flujo con la topografía, o la brisa tierra-océano, o las circulaciones de montaña que pueden tener importancia local o regional.

Por ello en febrero de 2005 se iniciaron observaciones vespertinas del viento en San Fernando para identificar la variabilidad diurnal de la corriente en chorro a niveles bajos. Observaciones realizadas durante este periodo mostraron cambios diurnos significativos. Ello motivó a desarrollar la campaña de campo de marzo de 2005.

A principios de marzo de 2005 análisis de alta resolución espacial (Modelo Eta a 32 km de resolución) se hicieron disponibles al público. Ellos fueron utilizados para producir mapas de los vientos sobre los llanos con resolución temporal de 3 horas. Aún cuando esta región se ubica cerca al borde del dominio del reanaálisis, los datos muestran la presencia de la corriente en chorro con una variabilidad diurna bastante marcada. Esto motivó aún más la realización del experimento de campo de marzo de 2005.

En resumen, un set de mediciones extensivas fueron diseñadas para mediados de marzo de 2005, temporada previa al inicio de las lluvias en Venezuela. La climatología del LLJ mostró que la intensidad del LLJ alcanza un máximo en febrero, pero es aún evidente en marzo.

Logística del experimento

Contactamos a la FAV (Fuerza Aérea de Venezuela) en febrero de 2005 para discutir la posibilidad de realizar observaciones de globo piloto adicionales en diferentes estaciones ubicadas en los llanos para mejorar la descripción del LLJ. Se preparó un documento breve en el que se incluyó la red ideal de estaciones y la motivación para llevar a cabo la actividad. La FAV estuvo de acuerdo con la actividad propuesta y a principios de marzo nos contactamos con otras personas (Rigoberto Andressen, Jorge Lopez y Rafael García) de universidades de Venezuela, algunos de los cuales participaron en el curso de Panamá llevado a cabo en 2001.

Cuatro teodolitos fueron enviados a Venezuela via Miami, donde fueron recogidos por la FAV como parte de sus vuelos regulares a Miami. Globos y otros accesorios también fueron enviados. Un sistema de radiosondeo del NSSL (Vaisala PP-11) y radiosondas RS-80 (RS-80 15N Omegasondes) fueron llevadas a Venezuela por el grupo. El equipo principal fue instalado en San Fernando y los demás teodolios y globos enviados a las otras estaciones de la red. La red de estaciones propuesta por la FAV incluía 3 estaciones permanentes: Ciudad Bolívar, San Fernando y Maracay, así como estaciones temporales en Guasdualito, Calabozo, Puerto Ayacucho e Isla Orchilla (aproximadamente a 100 km de la costa en el Mar Caribe). En estos lugares existían ya observadores de la FAV y tenían intraestructura y comunicaciones. Asimismo, todas las localidades podían ser accesadas con transporte aéreo. La localidad de Isla Orchilla tuvo que ser cambiada a Coro a última hora debido a dificultades en la obtención de permisos de la Marina de Venezuela para la utilización de las facilidades de la isla. El propósito de cada localidad fue:
San Fernando: Describir la variación diurna de los vientos de la capa límite cerca a la región central del LLJ.
Calabozo: Ayudar a describir el gradiente de viento entre los vientos leves de Maracay y el nícleo del LLJ en San Fernando.
Guasdualito and Cd. Bolivar: Describir los vientos en la región de entrada y de salida del LLJ.
Coro y Maracay: Describir las variaciones en el régimen de vientos alisios a lo largo de la costa de Venezuela para ver si el ciclo diurno y las variaciones sinópticas estaban en fase con las variaciones en los llanos.

Llegamos al Aeropuerto Internacional de Maiquetía en la noche del 16 de marzo en un vuelo de Houston que llegó a las 10pm. Las líneas de inmigración estaban bastante largas pero felizmente al llegar a la aduana el trámite fue rápido gracias a la ayuda de Arnoldo Lugo y personal de la FAV en Maracay. Llegamos a Maracay a las 2am.

El dí jueves 17 de marzo presentamos una charla resumen a un grupo formado por participantes del experimento de campo que incluía 14 personas de la FAV y 10 estudiantes de la Universidad Central de Barquisimeto y la Universidad Central de Venezuela. Se diseñaron los grupos para cada localidad. Se separó asimismo el material para cada grupo y se presentó una lectura describiendo la motivación científica para las mediciones.

La distribució del personal a las localidades fue organizada por la FAV y requirió transportar al personal por vía aérea. El personal de Ciudad Bolívar volaron solamente una vez. Las demas localidades fueron visitadas dos veces. Esta fue la manera más eficiente para transportar al personal a través del país considerando el estado deplorable de algunas vías además de que el precio de la gasolina en Venezuela es bastante barato (aproximadamente 20 centvos por galón). El primer lugar al que llegó la aeronave fue a Coro. La aeronave procedió posteriormente a Maracaibo en donde se recolectó el equipo para llevarlo a las demás localidades. Hubo retrasos en Maracaibo debido a que un motor no encendía, el cual tuvo que ser cambiado, sin embargo durante el vuelo a Guasdualito el motor dejó de funcionar y el piloto decidió retornar a Maracay directamente. El 18 de marzo se transportó al personal de Coro y Guasdualito en un avión C-130. El personal de Ciudad Bolívar también fue transportado en avión, el que tuvo que hacer un aterrizaje de emergencia antes de llegar a Ciudad Bolívar y el personal hizo el resto del viaje en bus.

El día siguiente el resto del personal fue transportado a Puerto Ayacucho, San Fernando y Calabozo. Las personas de Puerto Ayacucho volaron hasta esta localidad mientras los de San Fernando y Calabozo se tranportaron por auto, llegando a la localidad de San Fernando en horas de la tarde. Todas las localidades estuvieron en operación en la tarde del sábado 19 de marzo.

La estrategia de sondeos

La cantidad de gas hidrógeno necesaria para las observaciones fue estimada previamente y repartida a cada localidad antes de la llegada de los participantes. Debido a la proramacion de lanzamientos de globo piloto durante la noche, se necesitaron observadores adicionales. Tres cilindros de gas se repartieron en cada localidad (suficientes para aproximadamente 60 sondeos que fueron anticipados en cada localidad) excepto en San Fernando donde hubo cilindros adicionales para los lanzamientos de radiosonda. El horario de los sondeos fue:

Sondeos de globo piloto en todas las localidades: 0000, 0430, 0700, 1000, 1300, 1600, 1830 hora local. Las observaciones de las 0000, 0430 y 1830 se hicieron utilizando luces especiales para globos piloto, las cuales fueron enganchadas a los globos con cuerdas de 3 metros.

En la localidad de San Fernando se hicieron más observaciones las cuales se realizaron siguiendo el siguiente horario:

Observaciones de radiosondeo con globos de 100 gramos a las 0000, 0700, 1300, 1800 hora local inicialmente, y durante los últimos días del experimento las observaciones de radiosondeo se hicieron también a las 1000 LT

Observaciones de globo piloto realizadas a las 0430, 1000, 1600, y 2030 initially, con observaciones adicionales a las 0200, 0830, 1130, y 2200 durante los últimos dos días. Como resultado, entre 8 y 12 observaciones diarias fueron realizadas en San Fernando.

Las observaciones empezaron tan pronto cada una de las localidades fue instalada. Coro, Guasdualito y Ciudad Bolívar comenzaron el viernes 18 de marzo y las demás localidades el sábado 19 de marzo.

Periodos de observaciones extendidos después de la IOP

Debido a la corta duración de la IOP y debido a un superavit de gas al terminar la IOP se decidió en continuar con observaciones adicionales en algunas de las localidades durante varias semanas. Estas localidades incluyeron Calabozo, San Fernando y Ciudad Bolívar, donde se realizarán observaciones dos veces al día por lo menos durante 2 semanas luego de la IOP. Esto se espera que mejora las estimaciones entre la diferencia de los vientos durante las horas de la mañana y los de la tarde e identificar diferencias sistem´ticas entre los vientos de las 3 localidades.

Implicaciones logísticas de la actividad

- Uso de gas
- Instalacón de las estaciones
- Comunicaciones
- Procesamiento de datos a tiempo real

Resultados Científicos (preliminares)

Los resultados preliminares pueden ser accesados a través de la barra de la izquierda.