Hola a todos!
Estudio Ingeniería en Informática en la Facultad de Ingeniería de Buenos Aires (Argentina) y estoy realizando un trabajo práctico que utiliza la predicción meteorológica como excusa para aplicar conceptos de manejo de datos.
Les escribo para pedirles ayuda sobre un asunto: Actualmente recolecto información de sondeos atmosféricos (upper air soundings) que luego debo procesar a fin de hacer predicciones. El problema es que tengo que calcular los siguientes índices:
- Showalter Index
- Lifted Index
- Lifted Virtual
- CAPE
- CAPE (Virtual)
- Covenctive Inhibition
- Bulk Richardson Number
- Precipitable Water
Leyendo en varias páginas sobre el tema, hablan de "elevar una parcela de los 850mb a los 500mb" (por ejemplo)... pero todas las explicaciones sobre cómo hacer eso se basan en métodos gráficos y yo necesito realizarlo numéricamente.
¿Alguien conoce las fórmulas para calcular dichos índices a partir de los datos provistos por los sondeos? :confused:
Desde ya, muchísimas gracias, espero sus respuestas
Que tal, yo tambien soy argentino, me alegro que se sumen porteños al foro
Te paso esto, a ver si te sirve, person que esta desprolijo..
Te lo pego en otro post asi queda mejor y mas claro
Lo podes obtener de esta direccion
http://weather.uwyo.edu/cgi-bin/sounding?region=samer&TYPE=TEXT%3ALIST&YEAR=2007&MONTH=10&FROM=0500&TO=0500&STNM=83937
Vas abajo de todo y dice "description of the indices"
Sounding Station Parameters and Indices
SLAT Station latitude in degrees
SLON Station longitude in degrees; West longitude is negative
SELV Station elevation in meters
SHOW Showalter index
SHOW = T500 - Tparcel
T500 = Temperature in Celsius at 500 mb
Tparcel = Temperature in Celsius at 500 mb of a parcel lifted from 850 mb
LIFT Lifted index
LIFT = T500 - Tparcel
T500 = temperature in Celsius of the environment at 500 mb
Tparcel = 500 mb temperature in Celsius of a lifted parcel with the average pressure, temperature, and dewpoint of the layer 500 m above the surface
LFTV LIFT computed by using virtual temperature.
SWET SWEAT index
SWET = 12 * TD850 + 20 * TERM2 + 2 * SKT850 + SKT500 + SHEAR
TD850 = Dewpoint in Celsius at 850 mb
TERM2 = MAX ( TOTL - 49, 0 )
TOTL = Total totals index
SKT850 = 850 mb wind speed in knots
SKT500 = 500 mb wind speed in knots
SHEAR = 125 * [ SIN ( DIR500 - DIR850 ) + .2 ]
DIR500 = 500 mb wind direction
DIR850 = 850 mb wind direction
KINX K index
KINX = ( T850 - T500 ) + TD850 - ( T700 - TD700 )
T850 = Temperature in Celsius at 850 mb
T500 = Temperature in Celsius at 500 mb
TD850 = Dewpoint in Celsius at 850 mb
T700 = Temperature in Celsius at 700 mb
TD700 = Dewpoint in Celsius at 700 mb
CTOT Cross Totals index
CTOT = TD850 - T500
TD850 = Dewpoint in Celsius at 850 mb
T500 = Temperature in Celsius at 500 mb
VTOT Vertical Totals index
VTOT = T850 - T500
T850 = Temperature in Celsius at 850 mb
T500 = Temperature in Celsius at 500 mb
TOTL Total Totals index
TOTL = ( T850 - T500 ) + ( TD850 - T500 )
T850 = Temperature in Celsius at 850 mb
TD850 = Dewpoint in Celsius at 850 mb
T500 = Temperature in Celsius at 500 mb
CAPE Convective Available Potential Energy (J/kg)
CAPE = GRAVTY * SUMP ( DELZ * ( TP - TE ) / TE )
SUMP = sum over sounding layers from LFCT to EQLV for which ( TP - TE ) is greater than zero
DELZ = incremental depth
TP = temperature of a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere, raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically thereafter
TE = temperature of the environment
CAPV CAPE computed by using virtual temperature.
CAPV = GRAVTY * SUMP ( DELZ * ( TVP - TVE ) / TVE )
SUMP = sum over sounding layers from LFCV to EQTV for which ( TVP - TVE ) is greater than zero
DELZ = incremental depth
TVP = virtual temperature. of a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere, raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically thereafter
TVE = virtual temperature. of the environment
CINS Convective Inhibition (J/kg)
CINS = GRAVTY * SUMN ( DELZ * ( TP - TE ) / TE )
SUMN = sum over sounding layers from top of the mixed layer to LFCT for which ( TP - TE ) is less than zero.
DELZ = incremental depth
TP = temperature of a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere, raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically thereafter
TE = temperature of the environment
CINV CINS computed by using virtual temperature.
CINV = GRAVTY * SUMN ( DELZ * ( TVP - TVE ) / TVE )
SUMN = sum over sounding layers from top of the mixed layer to LFCV for which ( TVP - TVE ) is less than zero.
DELZ = incremental depth
TVP = virtual temperature. of a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere, raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically thereafter
TVE = virtual temperature. of the environment
EQLV Equilibrium level (hPa)
EQLV = level at which a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere is raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically to a level above which the temperature of the parcel is the same as the environment. If more than one Equilibrium Level exists, the highest one is chosen.
EQTV EQLV computed by using virtual temperature.
LFCT Level of Free Convection (hPa) by comparing temperature between a parcel and the environment
LFCT = level at which a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere is raised dry adiabatically to LCL and moist adiabatically to the level above which the parcel is positively buoyant. If more than one LFCT exists, the lowest level is chosen. If the parcel is positively bouyant throughout the sounding, the LFCT is set to be the same as the LCLP.
LFCV LFCT computed by using virtual temperature.
BRCH Bulk Richardson number
BRCH = CAPE / ( 0.5 * U**2 )
CAPE = Convective Available Potential Energy
U = magnitude of shear ( u2 - u1, v2 - v1 )
u1,v1 = average u,v in the lowest 500 m
u2,v2 = average u,v in the lowest 6000 m
BRCV BRCH computed by using CAPV
BRCV = CAPV / ( 0.5 * U**2 )
CAPV = CAPE computed by using virtual temperature.
U = magnitude of shear ( u2 - u1, v2 - v1 )
u1,v1 = average u,v in the lowest 500 m
u2,v2 = average u,v in the lowest 6000 m
LCLT Temperature (K) at the LCL, lifted condensation level, from an average of the lowest 500 meters.
LCLT = [1 / ( 1 / ( DWPK - 56 ) + LN ( TMPK / DWPK ) / 800 )] + 56
LCLP Pressure (hPa) at the LCL, lifted condensation level, from an average of the lowest 500 meters.
LCLP = PRES * ( LCLT / ( TMPC + 273.15 ) ) ** ( 1 / KAPPA )
Poisson's equation
MLTH Mean mixed layer THTA (K)
MLTH = average THTA in the lowest 500 m
MLMR Mean mixed layer MIXR (g/kg)
MLMR = average MIXR in the lowest 500 m
THTK 1000 mb to 500 mb thickness (meter)
THTK = ( Z500 - Z1000 )
Z500 = Height of the 500 mb surface
Z1000 = Height of the 1000 mb surface
PWAT Precipitable water (mm) for the entire sounding
Hola compatriota! Gracias por la respuesta... algunas de estas formas ya las habia encontrado, pero hay cosas que no entiendo como se calculan (la mayoria de los metodos que encontre lo hacen a partir de un grafico... "a mano")
Ej:
Que es esto?
Para CAPE: u1,v1 = average u,v in the lowest 500 m
Para TVP = virtual temperature. of a parcel from the lowest 500 m of the atmosphere, raised dry adiabatically to the LCL and moist adiabatically thereafter
Para Showalter: Tparcel = Temperature in Celsius at 500 mb of a parcel lifted from 850 mb
En todos lados habla de elevar la parcela, pero no se como hacer eso .. alguna formula al respecto?
Ya no me exijas tanto :mucharisa: :mucharisa:
Ya no te puedo ayudar con tanto numero ::)
Gracias igual, una pena :'(
Alguien más?
También he tenido el mismo problema, yo trabajo con el modelo WRF y MM5 y he tenido complicaciones para calcular variables como el CAPE. Lamentablemente no he encontrado una solucion no grafica pero te recomiendo que revises el script del grads plotskew http://moe.met.fsu.edu/~rhart/skew.html en el se calculan indices como el LI y CAPE. Quizas puedes ver como se calculan en el script dichas variables, si consigues alguna información al respecto por favor escribeme ya sea al foro o a
[email protected]
Yo te puedo explicar el sholwalter index(SI) ::)
Vamos a ver el SI se calculoa asi: SI=T500-Tp500-850
Donde T500 es la temperatura a 500hpa y Tp850-500 es la temperatura que tendría una parcela de aire elevada desde 850hpa, hasta 500hpa.
Una formulita mia casera para calcular la Tp500-850:
Tp500-850=Td850-(((Geo500-Geo850)-((T850-Td850)*100))*60)
Td850= punto de rocio 850
Geo500 y Geo850: altura geopotencial a 500 y 850
Muchísimas gracias por sus respuestas.. aparentemente me estoy acercando a lo que necesito :D
Como soy totalmente ajeno al mundo de la meteorología, me cuesta un poco entender algunas cosas ::)
de la fórmula dada por €stï0F€r creo que voy a terminar llegando, pero actualmente no me funciona del todo bien:
Ej:
Presión: 850hPa, Temp: 7,6 °C, PuntoRocío: 5,9 °C, Altura: 1443 mts
Presión: 500hPa, Temp: -14,9 °C, PuntoRocío: -18.8 °C, Altura: 5660 mts.
Con todo esto, reemplazo en la fórmula y obtengo:
SI = -14,9 - ( 5,9-(((Geo500-Geo850)-((7,6-5,9)*100))*60)
SI = -14,9 - ( 5,9- ((Geo500-Geo850) - 170 )*60)
Para la altura geopotencial conseguí la siguiente fórmula:
H = (E*Z)/(E + Z)
Donde E es el radio de la tierra (6356Km) y Z la altura.
Si sigo reemplazando:
SI = -14,9 - ( 5,9 - ((5,655-1,442) - 170 )*60)
SI = -14,9 - ( 5,9 - -9947,22)
SI = -9968.0624
Pero, supuestamente debería andar por 4,86 :(
Evidentemente estoy haciendo algo mal... ¿Es la fórmula de la altura geopotencial correcta?
Muchas gracias otra vez
Lo siento, el error ha sido mío ;D
Al haber creado yo la formula cometí un fallo :P Lo en negrita está mal
Tp500-850=Td850-(((Geo500-Geo850)-((T850-Td850)*100))*60)
Así esta bien:
Tp500-850=Td850-(((Geo500-Geo850)-((T850-Td850)*100))*0,006)
Compruebalo pero creo que así es correcto ;)
Gracias por la pronta respuesta :D
Vamos mejorando, pero todavía no llego al valor esperado:
Geo500 = 5.654964270331957 (Km)
Geo850 = 1.4426724706772833 (Km)
T500 = -14.9 (°C)
Td850 = 5.9 (°C)
T850 = 7.6 (°C)
Tp850-500 = 6.894726249202072 (°C)
SI = -21.79472624920207 :confused:
¿Alguna idea de dónde puede estar el error?
Vamos a ver:
1º de todo, no es necesario la formula para el geopotencia :P
La altura real y la geopotencial difieren muy poco, y menos a nuestras latitudes. Altura=Alt. Geopo.
Ahora la formula:
Tp500-850=5,9-(((5660-1443)-((7,6-5,9)*100))*0,006)=-18,382
SI= -14,9-(-18,382) =-14,9+18,382 =3,482
un valor que se acerca bastante al que esperabas, la peueña diferencia es porque la adiabatica humeda no es exactamente 0,6/100m varia segun la altura. pero es mas o menos eso
Excelente!!!!!!!!!!!! ;D ;D ;D
Muchísimas gracias por los datos y la paciencia, estoy logrando valores muy muy buenos (tras un pequeño ajuste al 0,006)
¿Para los otros índices no hay ninguna otra solución mágica? ::)
Me podiras decir cual es el pequeño ajuste ;D
Te puedo decir el lifted index. Es muy similar al sholwalter, pero es mejor en cuanto a predicción. La diferenciaes que la parcela no se eleva desde 850hpa hasta 500hpa si no desde la superficie.
LI= T500-Tp500-superficie
Tp500-Sup=TdSup-(((Geo500-AltSup)-((TSup-TdSup)*100))*0,006)
TdSup=Punto de rocio en superficie(ºC)
TSup= Temp en superficie (ºC)
AltSup= Altitud del lugar, metros sobre nivel del mar (m)
Haciendo un par de pruebas observe que el valor 0,006 debia ser corregido dependiendo de los valores iniciales. Tras varios intentos logre que los valores se aproximen bastante de la siguiente manera:
1. Calcular la diferencia entre T850 y Td850.
2. Si la diferencia esta entre 2.5 y 8 > el valor es 0.0045
3. Si la diferencia esta en otro rango, el valor es 0.0065
Realmente desconozco si tiene alguna razon en especial para ser asi (de hecho ese valor no deberia depender de las temperaturas, sino de la altura....) pero para varios datos que yo tome anduvo mejor que usar 0,006 directamente.
PD: El LI anduvo muy bien, gracias... para Precipitable Water alguna idea?
CAPE y CIN(convective inh.) no son facilmente calculables, tienes que tener un sondeo a mano. Pero puedes sacarlo de diversos modelos. Como por ejemplo de los meteogramas de la NOAA. Pide la pagina que yo la he perdido :P.
Precipitable water es el agua que caeria si se condensara toda el agua de la atmosfera creo ::) Y es muy dificil de calcular incluso con un sondeo a mano ;)
Luego hay indices como el Total de Totales, el SWEAT, El indice K que alomejor te interesan ;) Si los quieres preguntame 8)
Saludoss ;D
Los Totals ya los calculé, al igual que SWEAT y K.
Me faltarían CAPE, CIN, CAPEV y Preiciptable Water. Yo dispongo de los sondeos (tengo altura, presión, temperatura, punto de rocío, velocidad y dirección del viento)
Prueba con esto, tienes algunas explicaciones y el codigo, que explica como se calculan las cosas:
http://www.ehu.es/eolo/software/mm5diagnostics.html
Me temo que, de todas maneras, sin entender que es una transformacion adiabatica o una pseudoadiabatica, lo de la "evolucion" es dificil de explicar en mas detalle. En la documentacion de ese software tienes referencias.
Gracias a todos.. logré sacar algunas conclusiones más, aunque todavía no logro demasiados buenos resultados... alguna otra idea?
Gracias
Hola a todos, primera vez que participo en los foros, aun cuando siempre los visito...
€stï0F€r: leyendo en el foro encontre una intervencion tuya donde mencionabas una ecùacion para calcular el Showalter Index, me gustaria saber de donde obtuvistes esa formula, osea si tienes alguna referencia de respaldo y me la pudieras facilitar, debido a que me seria de suma utilidad ya que estoy realizando un trabajo, donde requiero calcular este indice multiples veces y seria mas practico utilizar esta ecuacion que hacerlo graficamente, como lo se hacer....
DATOSFI: me pregunto si tu lograste una manera para calcular el CAPE, yo ando en lo mismo. bueno y cualquier programita que hayas desarrollado para calcular los otros...
Gracias de antemano
La formula del sholwalter index es: SI= T500 - Tp500y850
Esa formula es la que obtendras por internet, y yo hice la formula para conseguir Tp500y850, la formula es casera, y no es ni mucho menos exacta, es aproximada. La formula esta basada en subir una parcela por la adiabatica seca(10ºC/1000m) hasta el punto de rocio y luego a partir de ahi por la adiabatica humeda (6ºC/1000m) hasta la altura geopotencial de la capa 500hpa.
Esta es la formula para el sholwater index:
SI=T500-(Td850-(((Geo500-Geo850)-((T850-Td850)*100))*0,006))
T500= Temp a 500hpa
T850= Temp a 850hpa
Td850= Punto de rocio a 850hpa
Geo500= Altura geopotencial 500hpa
Geo850= Altura geopotencia 850 hpa
;)
Si tienes alguna duda preguntame ;D