Anem per l’anàlisi d’una de les eines més sofisticades que tenim per poder predir la possibilitat de tempestes, i el grau de severitat sobretot si hi ha números a la troposfera de tenir convecció per poder determinar l’aparició de tempestes importants amb possibilitat de pedregades, per entendre bé aquest article recomano tenir coneixement en conceptes bàsics de tempestes com el CAPE, LI, cisalla de vents, difluència en altura i la convergència de vents, tot i que farem una breu explicació dels conceptes en aquest anàlisi.
Us poso el radiosondatge que podeu trobar a la pàgina del Meteocat, on cada dia hi ha dues actualitzacions dels dos radiosondatges que surten de la facultat de física de Barcelona. Aquest és d’avui dia 11/07/25 hora 12 UTC.
Què és un radiosondatge? Bàsicament, es llença un globus d’Heli amb un emissor de ràdio el qual se segueix per triangulació (la nostra estimada trigonometria de matemàtiques) per posicionar-la fins que el globus explota a uns 25 km d’alçada. Actualment, es fan 2 radiosondatges a Barcelona de forma automàtica des de la facultat de física. I quina informació envia?: Les variables que s’obtenen són la temperatura, la humitat relativa, la pressió, la força i direcció del vent a diferents altures. Doncs bé amb aquestes dades es fan els següents diagrames.
Resumint:
Un radiosondatge és una mesura atmosfèrica obtinguda mitjançant un globus sonda que puja des de la superfície fins a l’estratosfera (uns 30 km d’altura). Porta sensors que enregistren dades de:
- Temperatura
- Humitat
- Pressió
- Velocitat i direcció del vent
Aquestes dades es representen en un gràfic anomenat Skew-T log-P o tefigrama, molt utilitzat en meteorologia. Tot i que es fan tot l’any i és molt important per mesura la temperatura a diferents nivells de pressió, ara a l’estiu pren una importància bàsica. Anem per l’anàlisi del radiosondatge que teniu a sobre:
Línia vermella: Temperatura de l’aire a cada nivell de pressió.
Línia verda: Temperatura del punt de rosada (mesura la humitat).
Línia negra corba (traç gruixut): Trajectòria teòrica d’una parcel·la d’aire que s’enfila des de superfície (considerant compressió i condensació adiabàtica).
Zones de color vermell (àrea ombrejada): Espai on la parcel·la puja lliurement perquè és més càlida que l’entorn → indica energia disponible per a la convecció (CAPE).
Zones de color blau (si n’hi hagués): Indicarien inhibició convectiva (CIN).
| Element | Significat |
|---|---|
| 🔴 Línia vermella | Temperatura ambiental mesurada |
| 🟢 Línia verda | Temperatura del punt de rosada (humitat relativa) |
| ⚫ Línia negra | Simulació de l’ascens d’una parcel·la d’aire des de la superfície |
| 🟦 Línies blaves inclinades | Adiabàtiques seques |
| 🔴 Línies vermelles corbades | Isotermes (temperatura constant) |
| 🔵 Línies discontínues | Adiabàtiques humides |
En aquest gràfic (a l’esquerra), hi trobem:
L’eix vertical és la pressió (hPa) , que disminueix amb l’altura i a la dreta en KM. L’eix horitzontal mostra la temperatura (°C).
En aquest punt vull fer una parada en l’explicació de la línia negra fonamental per entendre el seu desenvolupament del gràfic
Què representa la línia negra al radiosondatge?
La línia negra no és una observació, sinó una simulació teòrica que mostra el camí que seguiria una parcel·la d’aire si s’enfila des de la superfície cap amunt.
Aquesta línia mostra com variaria la temperatura d’aquesta parcel·la en funció de l’altura, sense intercanviar calor amb l’entorn. Això vol dir que es calcula seguint un procés adiabàtic.
Què és un procés adiabàtic?
Un procés adiabàtic és aquell en què no hi ha intercanvi de calor amb l’exterior. En meteorologia, això passa molt sovint amb parcel·les d’aire que pugen o baixen ràpidament.
Hi ha dues fases:
1. Compressió o expansió adiabàtica seca (fins al LCL)
- Quan una parcel·la s’enfila, la pressió ambiental disminueix.
- L’aire, en pujar, s’expandeix i es refreda.
- Fins que no arriba al LCL (Lifted Condensation Level), aquest refredament és adiabàtic sec (no hi ha condensació).
- Rate de refredament:
- → aproximadament –9.8 °C per cada km.
2. Condensació adiabàtica humida (des del LCL cap amunt)
- Quan la parcel·la arriba al punt de rosada, comença a condensar.
- En condessar, allibera calor latent, cosa que frena una mica el refredament.
- A partir d’aquí, el procés és adiabàtic humit.
- Rate de refredament humit:
- → varia entre –4 i –6 °C per km segons la humitat.
Per això la línia negra canvia de pendent bruscament al LCL: perquè canvia el ritme de refredament.
Què significa això en el gràfic?
- Des de superfície fins al LCL, la línia negra baixa (puja en alçada) seguint la línia adiabàtica seca.
- A partir del LCL, la línia negra gira i segueix les adiabàtiques humides, més inclinades, fins que arriba al nivell d’equilibri (EL), on la parcel·la ja no pot continuar pujant.
Aquesta línia, per tant, simula el comportament tèrmic d’una bombolla d’aire que puja.
Per què és tan important?
Aquesta línia es compara amb la línia vermella (temperatura real de l’ambient). Així sabem si:
- La parcel·la és més càlida que l’ambient → segueix pujant (convecció).
- La parcel·la és més freda que l’ambient → s’enfonsa (no hi ha convecció).
La zona vermella ombrejada entre la línia negra i la vermella és el CAPE → energia disponible per a tempestes. Quant més gran més possibilitat de severitat
Definició de les diferents variables de la llegenda:
Aigua precipitable: 43 mm
- Què és? La quantitat total d’aigua que conté la columna d’aire si tota la humitat es condensés i caigués com a pluja.
- Valor alt (>30 mm): Indica un ambient molt humit → potencial per a precipitacions intenses.
- → 43 mm: Molta humitat disponible → risc de pluges torrencials o tempesta amb aiguats.
Nivell de congelació: 4378 m
- Què és? L’altura a la qual la temperatura baixa de 0 °C.
- Importància: Afecta la calamarsa i neu. Si és molt alt, la neu només cau en cotes altes.
- → 4378 m: Molt elevat → les precipitacions serien en forma de pluja a gairebé tot el territori.
Nivell de condensació (LCL): 960 m
- Què és? L’altura a la qual l’aire que puja comença a condensar-se (es forma núvol).
- → 960 m: Núvols baixos o mitjans, fàcil aparició de cúmuls i cúmulonimbus.
Nivell de convecció (LFC): 960 m
- Què és? A partir d’aquesta altura, l’aire calent és més lleuger que l’ambient i comença a pujar sol.
- → 960 m: Convecció activa des de molt a baix, condicions molt favorables a la formació de tempestes.
Nivell d’equilibri (EL): 11.785 m
- Què és? Fins on puja la parcel·la abans d’igualar la temperatura amb l’ambient.
- → 11.785 m: Desenvolupament molt vertical → tempestes altes i potents (núvols poden superar els 11 km).
CAPE (Convective Available Potential Energy): 1996.7 J/kg
- Què és? Energia que té una parcel·la per pujar. Reflecteix la força potencial de les tempestes.
- > 1000 J/kg: Inestabilitat forta.
- > 2000 J/kg: Tempestes fortes possibles.
- → 1996.7 J/kg: Inestabilitat molt alta, possibilitat de tempestes violentes amb desenvolupament explosiu.
CIN (Convective INhibition): 0 J/kg
- Què és? Energia negativa que cal superar per iniciar la convecció.
- → 0 J/kg: No hi ha barrera per a la convecció → si hi ha forçament (orografia, fronts…) la tempesta es pot activar fàcilment.
Lifted Index (LI): –5
- Què és? Diferència de temperatura entre l’aire ambient i una parcel·la pujada a 500 hPa.
- LI < –4: Atmosfera molt inestable.
- → –5: Condicions favorables per a convecció severa, com ara pedregades o mànegues.
Vertical Totals (VT): 25
- Què és? Índex basat en diferències de temperatura entre dues capes.
- > 24: Tempestes moderades a fortes.
- → 25: Condicions favorables a torbonades o grans cúmuls convectius.
Total Totals Index (TT): 49
- Què és? Índex combinat que també mesura inestabilitat i potencial tempestuós.
- > 45: Possibles tempestes severes.
- → 49: Situació clarament propensa a tempestes intenses.
Vent i cisalla (important per a tempestes organitzades)
La cisalla del vent és la variació de la velocitat i direcció del vent amb l’altura, i és clau per determinar si una tempesta serà:
- Breu i poc organitzada (cisalla dèbil),
- O bé forta i potencialment severa (cisalla forta i ben orientada).
Per què és important?
- Organització de tempestes: La cisalla ajuda a separar l’ascens i el descens d’aire dins una tempesta, cosa que allarga la seva vida.
- Probabilitat de supercèl·lules: Una forta cisalla i un gir de vents (com aquí) pot generar rotació dins la tempesta i afavorir supercèl·lules i, en casos extrems, tornados.
- Més risc de fenòmens severs: Amb cisalla forta pot haver-hi pedra gran, ratxes fortes i mànegues.
SRH SFC–3 km (Helicitat relativa): 75.9 m²/s²
- Què és? Mesura del gir del vent en els primers 3 km (important per a rotació i supercèl·lules).
- > 100: Potencial per a supercèl·lules.
- → 75.9 m²/s²: Moderada. Possibles rotacions locals.
Cisalla SFC–6 km: 6.8 m/s
- Què és? Canvi de direcció i velocitat del vent amb l’altura.
- > 6 m/s: Ja permet una certa organització convectiva.
- → 6.8 m/s: Poden formar-se multicèl·lules o línies de tempesta.
Velocitat i direcció de la tempesta (SFC–6 km):
- 13 kt i 353°
- Indica el moviment probable de la tempesta:
- Velocitat: 13 nusos (~24 km/h), lent però significatiu.
- Direcció: cap al sud (quasi 360°).
M’agradaria aprofundir i repassar uns conceptes fonamentals dins del radiosondatge que per mi prenen molta importància
VT (Vertical Totals Index)
- És la diferència de temperatura entre la baixa i la mitjana troposfera.
- Fórmula: (T850 − T500) → temperatura a 850 hPa menys temperatura a 500 hPa.
- Significat: com més gran és, més gradient tèrmic vertical → més inestabilitat potencial.
Valors típics:
- < 26 → atmosfera estable.
- 26–29 → inestabilitat feble/moderada.
- 30–33 → inestabilitat clara, possibilitat de tronades.
- 34 → forta inestabilitat, tempesta probable.
TT (Total Totals Index)
- És la suma de dos components:
- Vertical Totals (VT = T850 − T500)
- Cross Totals (CT = Td850 − T500), on Td850 és el punt de rosada a 850 hPa.
- Fórmula: TT = (T850 − T500) + (Td850 − T500)
- Significat: combina gradient tèrmic i humitat → millor indicador de tempesta.
Valors típics:
- < 44 → estable.
- 44–50 → tronades possibles.
- 50–55 → tronades probables i localment fortes.
- 55 → alt risc de tempestes severes.
Dinàmica del vent
SRH (Storm Relative Helicity)
- Mesura la capacitat de l’atmosfera per generar rotació en una tempesta.
- Calcula la curvatura i cisalla del vent des de superfície fins a 1, 3 o 6 km.
- Significat: com més gran és, més probabilitat de supercèl·lules i tornados (als EUA és clau).
Valors típics (0–3 km):
- < 100 m²/s² → poca o nul·la rotació.
- 100–200 m²/s² → possible organització i multicel·lulars.
- 200–300 m²/s² → bon potencial per supercèl·lules.
- 300 m²/s² → alt risc de tempestes severes rotacionals.
Cisalla del vent (Wind Shear)
- És el canvi de velocitat i direcció del vent amb l’altura.
- Es mira sobretot:
- 0–3 km (superfície a capes baixes) → clau per a desenvolupament i organització.
- 0–6 km (tota la troposfera baixa/mitjana) → clau per mantenir tempestes severes.
Valors de referència (0–6 km):
- < 10–15 kt → convecció aïllada, no organitzada.
- 15–20 kt → multicel·lulars, alguns nuclis organitzats.
- 20–40 kt → suficient per supercèl·lules i línies de tempestes.
- 40 kt → condicions molt favorables per tempestes severes ben organitzades.
Resum senzill per recordar
- VT i TT → mesuren gradient tèrmic i humitat.
- SRH → mesura rotació potencial.
- Cisalla → mesura l’organització i la durada de les tempestes.
Observeu a la part superior dreta tenim un gràfic que visualment pot semblar estrany, el gràfic és un hodògraf i mostra informació molt valuosa relacionada amb els vents en diferents altures. A continuació t’explico com llegir-lo
Què és un hodògraf?
L’hodògraf és un gràfic que representa el canvi de direcció i velocitat del vent amb l’altura. És un element fonamental per entendre la cisalla del vent (wind shear), especialment en situacions de tempesta.
- L’eix horitzontal i vertical mostren la intensitat del vent en nusos, 1 nus equival a 1,8km/h, per tant 10 nusos un 18 km/h, 1 kt = 1 nus = 1.852 km/h, cap a l’est-oest i nord-sud, respectivament.
- Cada punt del traç representa el vector del vent a una certa altura, i el codi de colors indica l’altura en km (ex: vermell a 10 km, verd a 5 km, blau a prop de superfície…).
Com interpretar l’hodògraf d’aquest radiosondatge
- El traç fa una corba clara i girada cap a la dreta a mesura que pugem en altura.
- Això indica que la direcció del vent canvia amb l’altura (rotació horitzontal), i també que la velocitat augmenta progressivament.
- Aquest gir ciclònic (cap a la dreta) és un senyal molt clar d’una cisalla favorable per a tempestes organitzades o supercèl·lules.
- Cada tram de color representa el vent dins un interval d’altura:
- Forma del traç: què diu sobre la cisalla?
En aquest hodògraf el traç gira cap a la dreta (gira ciclònicament). Això ens indica:
Canvi de direcció del vent amb l’altura → per exemple: de sud a superfície cap a oest o nord-oest en altura.
Augment de la velocitat: cada cop més lluny del centre, vol dir vents més forts a mesura que pugem.
Aquest gir i augment indiquen una cisalla molt favorable per tempestes organitzades o supercèl·lules.
La fletxa blava: què indica?
La fletxa blava representa la velocitat i direcció de desplaçament de la tempesta (storm motion vector), calculat segons el perfil del vent.
Direcció: cap on es mourà la tempesta (aquí cap al 353°, gairebé cap al nord).
Velocitat: en aquest cas 13 kt (uns 24 km/h).
Això es calcula en funció de la cisalla i la profunditat de la convecció, i serveix per predir cap on anirà la tempesta, molt útil per fer seguiment i avisos. - A diferència d’un mapa, molts hodògrafs tenen el nord cap avall, i el sentit horari i antihorari pot variar segons el programari meteorològic que l’ha generat.
En aquest hodògraf en concret (del Meteocat):
L’eix de 0° (nord) està cap avall.
L’eix de 90° (est) està a la dreta.
L’eix de 180° (sud) està cap amunt.
L’eix de 270° (oest) està a l’esquerra.
Per això, tot i que la fletxa blava sembla anar “cap avall” visualment, en realitat està anant cap al nord (353°) segons el sistema de coordenades intern del gràfic.
Exemple de lectura pas a pas:
0 km (blau fosc): vent feble del sud-est.
1–2 km (blau clar): guanya força i gira cap al sud-oest.
3–5 km (verd/taronja): vent cada cop més fort i gira més a l’oest.
>6 km (vermell): ja gira cap al nord-oest amb força notable → flux de sortida de la tempesta.
Resum gràfic i funcional
Color = altura → blau (baix), verd-taronja (mig), vermell (alt).
Distància al centre = velocitat del vent.
Gir cap a la dreta = bona cisalla direccional (favorable per supercèl·lules).
Fletxa blava = cap on anirà la tempesta i a quina velocitat.
Resum final
Aquest radiosondatge mostra una atmosfera molt inestable i humida, amb potencial per a:
- Tempestes fortes o severes
- Pluges intenses
- Desenvolupament vertical molt potent de núvols
- Absència de barreres per a la convecció