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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A3 - Bloqueos Atmosféricos y Circulación Anómala
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4861
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Instalación del bloqueo y desviación del jet
Un anticiclón de bloqueo se instala en una posición anómala de latitudes medias o altas y persiste típicamente entre cinco y treinta días o más. Mientras permanece, interrumpe el flujo normal del jet, que en el régimen zonal guía los sistemas meteorológicos de oeste a este. La corriente en chorro y los sistemas son desviados alrededor del anticiclón en vez de avanzar normalmente. La posición anómala, la persistencia y la desviación son variables puente hacia los mecanismos de extremos meteorológicos. El storyboard no proporciona una función entre intensidad/posición del anticiclón y magnitud de la desviación.
Grupo 2: Grupo 2: Atrapamiento de ondas de Rossby y persistencia
Las ondas de Rossby de latitudes medias normalmente propagan energía hacia el este, pero dentro de la zona de bloqueo quedan atrapadas. Su energía se acumula localmente y esa acumulación refuerza el anticiclón que, a su vez, impide que las ondas escapen, cerrando una retroalimentación positiva. Por ello, mayor atrapamiento implica mayor acumulación de energía y mayor mantenimiento de la perturbación bloqueante. Esta retroalimentación conecta directamente con la duración/persistencia del bloqueo y con el estado bloqueado del grupo de biestabilidad. No se especifican tasas de absorción, pérdidas de energía ni una forma funcional de refuerzo.
Grupo 3: Grupo 3: Biestabilidad y transiciones de régimen
El flujo atmosférico de latitudes medias admite dos estados de equilibrio: flujo zonal normal y estado bloqueado. Una perturbación cuya amplitud sea suficientemente grande puede sacar al sistema del estado zonal y llevarlo al estado bloqueado; una vez allí, la acumulación de ondas de Rossby lo mantiene. Otra perturbación de amplitud suficiente puede devolver el sistema al flujo zonal. La dependencia es de tipo umbral respecto de una amplitud crítica, aunque el storyboard no proporciona su valor ni una ecuación de potencial biestable. El estado bloqueado cruza hacia los grupos de persistencia operacional y de impactos meteorológicos.
Grupo 4: Grupo 4: Criterio operacional de bloqueo persistente
Operacionalmente, el bloqueo se considera activo cuando el gradiente de presión de la zona permanece invertido durante al menos cinco días consecutivos. Por tanto, la inversión del gradiente es una condición observable y su duración acumulada se compara con un umbral temporal explícito de cinco días. La persistencia física del anticiclón favorece que esa condición se mantenga, mientras el criterio operacional transforma el proceso continuo en una clasificación binaria de bloqueo activo. El rango narrativo de duración del anticiclón es de cinco a treinta días o más. No se especifica el valor del gradiente ni el procedimiento espacial exacto usado para calcularlo.
Grupo 5: Grupo 5: Extremos meteorológicos bajo bloqueo troposférico
El bloqueo desvía prolongadamente los sistemas meteorológicos y puede hacer que queden lentos o estacionarios bajo su influencia. La persistencia de una misma configuración produce una fracción desproporcionada de extremos de temperatura: olas de calor en Europa y olas de frío en Norteamérica. Cuando sistemas lluviosos permanecen lentos o estacionarios, la precipitación persiste y puede producir inundaciones. La duración del bloqueo y el grado de estancamiento son variables intermedias entre la circulación anómala y el impacto. El storyboard no entrega funciones cuantitativas para temperatura extrema, lluvia acumulada o probabilidad de inundación.
Grupo 6: Grupo 6: Propagación vertical y ruptura del vórtice polar
Cuando las ondas de Rossby no quedan atrapadas en la troposfera de latitudes medias, pueden amplificarse y propagarse verticalmente hacia la estratosfera. Allí transfieren una perturbación al vórtice polar; si el impacto es suficientemente fuerte, el vórtice se debilita o se divide. La amplitud de las ondas, su propagación vertical y la intensidad del impacto constituyen etapas intermedias que no deben colapsarse. El debilitamiento/división es un proceso con umbral cualitativo de fuerza suficiente, cuyo valor no está especificado. Este grupo comparte las ondas de Rossby con el mecanismo troposférico, pero representa una ruta vertical alternativa.
Grupo 7: Grupo 7: Escape de aire ártico y frío histórico
En condiciones normales el vórtice polar confina aire ártico frío dentro del círculo polar. Cuando el vórtice se debilita o divide, disminuye ese confinamiento y se abre una vía de escape hacia latitudes medias. El flujo de aire ártico hacia latitudes medias produce episodios de frío histórico capaces de alcanzar el sur de Norteamérica o el centro de Europa. La integridad del vórtice y el confinamiento actúan en sentido positivo entre sí, mientras la ruptura reduce el confinamiento y aumenta el escape. El storyboard no cuantifica el volumen o flujo de aire frío, la caída de temperatura ni la extensión geográfica del episodio.
ID:1772
Grupo 1: Grupo 1: Instalación del bloqueo y desviación del jet
Descripción
Un anticiclón de bloqueo se instala en una posición anómala de latitudes medias o altas y persiste típicamente entre cinco y treinta días o más. Mientras permanece, interrumpe el flujo normal del jet, que en el régimen zonal guía los sistemas meteorológicos de oeste a este. La corriente en chorro y los sistemas son desviados alrededor del anticiclón en vez de avanzar normalmente. La posición anómala, la persistencia y la desviación son variables puente hacia los mecanismos de extremos meteorológicos. El storyboard no proporciona una función entre intensidad/posición del anticiclón y magnitud de la desviación.
Pregunta clave: ¿Cómo altera un anticiclón persistente el flujo zonal y el desplazamiento de los sistemas meteorológicos?
Un anticiclón de bloqueo se instala en una posición anómala de latitudes medias o altas y persiste típicamente entre cinco y treinta días o más. Mientras permanece, interrumpe el flujo normal del jet, que en el régimen zonal guía los sistemas meteorológicos de oeste a este. La corriente en chorro y los sistemas son desviados alrededor del anticiclón en vez de avanzar normalmente. Mientras el anticiclón de bloqueo permanece en esa posición, interrumpe el flujo normal del jet, la corriente de viento que en condiciones habituales guía a los sistemas meteorológicos de oeste a este, y los desvía a su alrededor en vez de dejarlos avanzar. El primero es el flujo zonal normal, en el que los sistemas meteorológicos avanzan de oeste a este sin obstáculos; el segundo es el estado bloqueado, en el que el anticiclón de bloqueo se instala y se sostiene por la acumulación de ondas de Rossby descrita antes. Esa persistencia del anticiclón de bloqueo tiene, además, una explicación de fondo: el flujo atmosférico de latitudes medias admite dos estados de equilibrio distintos entre los que puede saltar.
ID:3961
Grupo 2: Grupo 2: Atrapamiento de ondas de Rossby y persistencia
Descripción
Las ondas de Rossby de latitudes medias normalmente propagan energía hacia el este, pero dentro de la zona de bloqueo quedan atrapadas. Su energía se acumula localmente y esa acumulación refuerza el anticiclón que, a su vez, impide que las ondas escapen, cerrando una retroalimentación positiva. Por ello, mayor atrapamiento implica mayor acumulación de energía y mayor mantenimiento de la perturbación bloqueante. Esta retroalimentación conecta directamente con la duración/persistencia del bloqueo y con el estado bloqueado del grupo de biestabilidad. No se especifican tasas de absorción, pérdidas de energía ni una forma funcional de refuerzo.
Pregunta clave: ¿Qué mecanismo sostiene y refuerza al anticiclón de bloqueo?
Las ondas de Rossby de latitudes medias normalmente propagan energía hacia el este, pero dentro de la zona de bloqueo quedan atrapadas. Su energía se acumula localmente y esa acumulación refuerza el anticiclón que, a su vez, impide que las ondas escapen, cerrando una retroalimentación positiva. Por ello, mayor atrapamiento implica mayor acumulación de energía y mayor mantenimiento de la perturbación bloqueante. Esta retroalimentación conecta directamente con la duración/persistencia del bloqueo y con el estado bloqueado del grupo de biestabilidad. Lo que sostiene al anticiclón de bloqueo en esa posición anómala es la absorción de las ondas de Rossby de latitudes medias dentro de la zona de bloqueo: en vez de propagar su energía hacia el este como lo harían en condiciones normales, esas ondas de Rossby quedan atrapadas en la zona de bloqueo y se acumulan allí; esa acumulación de energía es precisamente lo que mantiene la perturbación, reforzando al mismo anticiclón de bloqueo que impidió que las ondas escaparan, y cerrando así el mecanismo que hace persistente al bloqueo atmosférico. El primero es el flujo zonal normal, en el que los sistemas meteorológicos avanzan de oeste a este sin obstáculos; el segundo es el estado bloqueado, en el que el anticiclón de bloqueo se instala y se sostiene por la acumulación de ondas de Rossby descrita antes. Tanto el bloqueo atmosférico en la troposfera como la ruptura del vórtice polar en la estratosfera son, en el fondo, la misma familia de circulación anómala sostenida por ondas de Rossby que dejan de propagarse con normalidad: cuando esas ondas se acumulan en la troposfera, producen un anticiclón de bloqueo persistente que desvía a los sistemas meteorológicos y genera extremos de temperatura e inundaciones; cuando se amplifican y suben hasta la estratosfera, rompen el vórtice polar y liberan al aire ártico frío en episodios de frío histórico.
ID:3962
Grupo 3: Grupo 3: Biestabilidad y transiciones de régimen
Descripción
El flujo atmosférico de latitudes medias admite dos estados de equilibrio: flujo zonal normal y estado bloqueado. Una perturbación cuya amplitud sea suficientemente grande puede sacar al sistema del estado zonal y llevarlo al estado bloqueado; una vez allí, la acumulación de ondas de Rossby lo mantiene. Otra perturbación de amplitud suficiente puede devolver el sistema al flujo zonal. La dependencia es de tipo umbral respecto de una amplitud crítica, aunque el storyboard no proporciona su valor ni una ecuación de potencial biestable. El estado bloqueado cruza hacia los grupos de persistencia operacional y de impactos meteorológicos.
Pregunta clave: ¿Cómo salta la circulación entre el flujo zonal normal y el estado bloqueado?
El flujo atmosférico de latitudes medias admite dos estados de equilibrio: flujo zonal normal y estado bloqueado. Una perturbación cuya amplitud sea suficientemente grande puede sacar al sistema del estado zonal y llevarlo al estado bloqueado; una vez allí, la acumulación de ondas de Rossby lo mantiene. Otra perturbación de amplitud suficiente puede devolver el sistema al flujo zonal. El estado bloqueado cruza hacia los grupos de persistencia operacional y de impactos meteorológicos. El sistema salta de un estado al otro cuando una perturbación de amplitud suficientemente grande lo empuja fuera del estado zonal, y una vez que cae en el estado bloqueado, la propia acumulación de ondas de Rossby lo mantiene ahí hasta que otra perturbación de amplitud suficiente lo devuelve al flujo zonal. El primero es el flujo zonal normal, en el que los sistemas meteorológicos avanzan de oeste a este sin obstáculos; el segundo es el estado bloqueado, en el que el anticiclón de bloqueo se instala y se sostiene por la acumulación de ondas de Rossby descrita antes. En ambos casos, el bloqueo atmosférico y sus variantes muestran cómo una misma perturbación de la circulación de gran escala, según en qué capa de la atmósfera se sostenga, puede manifestarse como calor extremo, inundación prolongada o frío polar fuera de lugar.
ID:3963
Grupo 4: Grupo 4: Criterio operacional de bloqueo persistente
Descripción
Operacionalmente, el bloqueo se considera activo cuando el gradiente de presión de la zona permanece invertido durante al menos cinco días consecutivos. Por tanto, la inversión del gradiente es una condición observable y su duración acumulada se compara con un umbral temporal explícito de cinco días. La persistencia física del anticiclón favorece que esa condición se mantenga, mientras el criterio operacional transforma el proceso continuo en una clasificación binaria de bloqueo activo. El rango narrativo de duración del anticiclón es de cinco a treinta días o más. No se especifica el valor del gradiente ni el procedimiento espacial exacto usado para calcularlo.
Pregunta clave: ¿Cómo se identifica operacionalmente que un bloqueo está activo?
Operacionalmente, el bloqueo se considera activo cuando el gradiente de presión de la zona permanece invertido durante al menos cinco días consecutivos. Por tanto, la inversión del gradiente es una condición observable y su duración acumulada se compara con un umbral temporal explícito de cinco días. La persistencia física del anticiclón favorece que esa condición se mantenga, mientras el criterio operacional transforma el proceso continuo en una clasificación binaria de bloqueo activo. El rango narrativo de duración del anticiclón es de cinco a treinta días o más. Esta persistencia es, de hecho, el criterio con el que se identifica operacionalmente al bloqueo atmosférico: se considera activo cuando el gradiente de presión de la zona se mantiene invertido durante al menos cinco días seguidos. El bloqueo atmosférico es una configuración persistente de la circulación de gran escala en la que un anticiclón de bloqueo se instala en una posición anómala de las latitudes medias o altas y se mantiene allí durante un periodo que va de cinco a treinta días o más. Esa persistencia del anticiclón de bloqueo tiene, además, una explicación de fondo: el flujo atmosférico de latitudes medias admite dos estados de equilibrio distintos entre los que puede saltar.
ID:3964
Grupo 5: Grupo 5: Extremos meteorológicos bajo bloqueo troposférico
Descripción
El bloqueo desvía prolongadamente los sistemas meteorológicos y puede hacer que queden lentos o estacionarios bajo su influencia. La persistencia de una misma configuración produce una fracción desproporcionada de extremos de temperatura: olas de calor en Europa y olas de frío en Norteamérica. Cuando sistemas lluviosos permanecen lentos o estacionarios, la precipitación persiste y puede producir inundaciones. La duración del bloqueo y el grado de estancamiento son variables intermedias entre la circulación anómala y el impacto. El storyboard no entrega funciones cuantitativas para temperatura extrema, lluvia acumulada o probabilidad de inundación.
Pregunta clave: ¿Cómo produce el bloqueo olas de calor, frío e inundaciones persistentes?
El bloqueo desvía prolongadamente los sistemas meteorológicos y puede hacer que queden lentos o estacionarios bajo su influencia. La persistencia de una misma configuración produce una fracción desproporcionada de extremos de temperatura: olas de calor en Europa y olas de frío en Norteamérica. Cuando sistemas lluviosos permanecen lentos o estacionarios, la precipitación persiste y puede producir inundaciones. La duración del bloqueo y el grado de estancamiento son variables intermedias entre la circulación anómala y el impacto. Esa desviación prolongada de los sistemas meteorológicos es lo que hace que el bloqueo atmosférico sea responsable de una fracción desproporcionada de los extremos de temperatura, como las olas de calor que golpean Europa y las olas de frío que golpean Norteamérica, y también de las inundaciones que provocan las lluvias persistentes de los sistemas que quedan lentos o estacionarios bajo su influencia. Tanto el bloqueo atmosférico en la troposfera como la ruptura del vórtice polar en la estratosfera son, en el fondo, la misma familia de circulación anómala sostenida por ondas de Rossby que dejan de propagarse con normalidad: cuando esas ondas se acumulan en la troposfera, producen un anticiclón de bloqueo persistente que desvía a los sistemas meteorológicos y genera extremos de temperatura e inundaciones; cuando se amplifican y suben hasta la estratosfera, rompen el vórtice polar y liberan al aire ártico frío en episodios de frío histórico. En ambos casos, el bloqueo atmosférico y sus variantes muestran cómo una misma perturbación de la circulación de gran escala, según en qué capa de la atmósfera se sostenga, puede manifestarse como calor extremo, inundación prolongada o frío polar fuera de lugar.
ID:3965
Grupo 6: Grupo 6: Propagación vertical y ruptura del vórtice polar
Descripción
Cuando las ondas de Rossby no quedan atrapadas en la troposfera de latitudes medias, pueden amplificarse y propagarse verticalmente hacia la estratosfera. Allí transfieren una perturbación al vórtice polar; si el impacto es suficientemente fuerte, el vórtice se debilita o se divide. La amplitud de las ondas, su propagación vertical y la intensidad del impacto constituyen etapas intermedias que no deben colapsarse. El debilitamiento/división es un proceso con umbral cualitativo de fuerza suficiente, cuyo valor no está especificado. Este grupo comparte las ondas de Rossby con el mecanismo troposférico, pero representa una ruta vertical alternativa.
Pregunta clave: ¿Cómo pueden ondas de Rossby amplificadas perturbar y romper el vórtice polar estratosférico?
Cuando las ondas de Rossby no quedan atrapadas en la troposfera de latitudes medias, pueden amplificarse y propagarse verticalmente hacia la estratosfera. Allí transfieren una perturbación al vórtice polar; si el impacto es suficientemente fuerte, el vórtice se debilita o se divide. La amplitud de las ondas, su propagación vertical y la intensidad del impacto constituyen etapas intermedias que no deben colapsarse. El debilitamiento/división es un proceso con umbral cualitativo de fuerza suficiente, cuyo valor no está especificado. Este grupo comparte las ondas de Rossby con el mecanismo troposférico, pero representa una ruta vertical alternativa. Cuando las ondas de Rossby no se quedan atrapadas en la troposfera de latitudes medias sino que se amplifican y se propagan verticalmente hacia la estratosfera, pueden producir una forma aún más extrema de circulación anómala: la ruptura del vórtice polar. Dentro de la estratosfera, el vórtice polar es la circulación que en condiciones normales confina al aire ártico frío dentro del círculo polar; cuando la propagación vertical de las ondas de Rossby amplificadas lo golpea con suficiente fuerza, el vórtice polar se debilita o se divide, y esa división le abre una salida al aire ártico frío, que entonces escapa hacia las latitudes medias. Tanto el bloqueo atmosférico en la troposfera como la ruptura del vórtice polar en la estratosfera son, en el fondo, la misma familia de circulación anómala sostenida por ondas de Rossby que dejan de propagarse con normalidad: cuando esas ondas se acumulan en la troposfera, producen un anticiclón de bloqueo persistente que desvía a los sistemas meteorológicos y genera extremos de temperatura e inundaciones; cuando se amplifican y suben hasta la estratosfera, rompen el vórtice polar y liberan al aire ártico frío en episodios de frío histórico.
ID:3966
Grupo 7: Grupo 7: Escape de aire ártico y frío histórico
Descripción
En condiciones normales el vórtice polar confina aire ártico frío dentro del círculo polar. Cuando el vórtice se debilita o divide, disminuye ese confinamiento y se abre una vía de escape hacia latitudes medias. El flujo de aire ártico hacia latitudes medias produce episodios de frío histórico capaces de alcanzar el sur de Norteamérica o el centro de Europa. La integridad del vórtice y el confinamiento actúan en sentido positivo entre sí, mientras la ruptura reduce el confinamiento y aumenta el escape. El storyboard no cuantifica el volumen o flujo de aire frío, la caída de temperatura ni la extensión geográfica del episodio.
Pregunta clave: ¿Cómo la ruptura del vórtice polar libera aire frío hacia latitudes medias?
En condiciones normales el vórtice polar confina aire ártico frío dentro del círculo polar. Cuando el vórtice se debilita o divide, disminuye ese confinamiento y se abre una vía de escape hacia latitudes medias. El flujo de aire ártico hacia latitudes medias produce episodios de frío histórico capaces de alcanzar el sur de Norteamérica o el centro de Europa. La integridad del vórtice y el confinamiento actúan en sentido positivo entre sí, mientras la ruptura reduce el confinamiento y aumenta el escape. Dentro de la estratosfera, el vórtice polar es la circulación que en condiciones normales confina al aire ártico frío dentro del círculo polar; cuando la propagación vertical de las ondas de Rossby amplificadas lo golpea con suficiente fuerza, el vórtice polar se debilita o se divide, y esa división le abre una salida al aire ártico frío, que entonces escapa hacia las latitudes medias. Ese escape del aire ártico frío es lo que produce las olas de frío históricas, capaces de alcanzar regiones tan alejadas del círculo polar como el sur de Norteamérica o el centro de Europa. Tanto el bloqueo atmosférico en la troposfera como la ruptura del vórtice polar en la estratosfera son, en el fondo, la misma familia de circulación anómala sostenida por ondas de Rossby que dejan de propagarse con normalidad: cuando esas ondas se acumulan en la troposfera, producen un anticiclón de bloqueo persistente que desvía a los sistemas meteorológicos y genera extremos de temperatura e inundaciones; cuando se amplifican y suben hasta la estratosfera, rompen el vórtice polar y liberan al aire ártico frío en episodios de frío histórico.
ID:3967