Las depresiones aisladas en niveles altos (DANA): su naturaleza y sus efectos

En este punto resulta conveniente una aproximación de lo general a lo particular e ir descendiendo de escala geográfica hasta llegar a la DANA. En su movimiento orbital alrededor del Sol, la Tierra recibe la energía que la estrella irradia. La cantidad de energía que recibe una determinada superficie depende de su orientación con respecto a los rayos solares. Cuando es perpendicular, la cantidad de energía captada es máxima y se reduce a cero cuanto la superficie tiene la misma orientación que los rayos. Una primera consecuencia de este hecho es la existencia de estaciones. La particularidad de que el eje de rotación de la Tierra esté inclinado con respecto al plano de su órbita alrededor del Sol, conocido como plano de la eclíptica, da lugar a que, para un punto o localidad de la superficie de la Tierra, los rayos del Sol se acerquen más a la perpendicular de la superficie en verano, por eso se habla de que “el Sol cae a plomo” e incidan con mayor inclinación respecto a la vertical -“más de soslayo”- en invierno, con el consiguiente ciclo anual de temperatura. Si analizamos ahora qué sucede con la variación de latitud para un día determinado del año, los rayos solares inciden más próximos a la vertical en las zonas próximas al ecuador que en las latitudes más altas cercanas a los polos; por tanto, estas últimas reciben menos energía y es la razón de la diferencia de temperaturas entre ecuador y polos. La atmósfera se encarga de mantener en equilibrio la diferencia de temperatura entre ambas zonas, transportando energía desde el ecuador hacia los polos. En un primer paso, el aire sobrecalentado en la zona ecuatorial asciende, al ser más ligero, hasta la tropopausa y desciende a ambos lados del ecuador, a varios miles de kilómetros, calentándose por compresión y dando lugar al cinturón de anticiclones subtropicales. Entre este aire cálido y seco sobre los continentes, o muy húmedo sobre los océanos, y el aire frío polar se crea una frontera, desde el suelo a la tropopausa, en la que dominan los vientos del oeste (la diferencia de presiones entre ambos lados y el hecho de que la Tierra se encuentre en rotación alrededor de su eje da lugar a este cinturón de vientos). De forma general, la intensidad de estos vientos crece con la altura y el máximo se encuentra junto a la tropopausa y se concentra en el llamado chorro polar, de unas decenas de kilómetros de ancho, que rodea los polos y deja la región cálida a su derecha, hacia el sur en el hemisferio norte.

Contextualizada la formación y evolución de la DANA, ¿qué podemos decir de ella como ente individualizado? ¿Es una perturbación? Pese a que no debería considerarse que un fenómeno natural y habitual sea una perturbación, al igual que las borrascas se definen como una perturbación atmosférica, podemos darle el mismo tratamiento a la DANA. No parece que englobarla en los fenómenos atmosféricos sea oportuno. Solemos reservar la denominación de fenómeno atmosférico para los meteoros en sí, y tendríamos que hablar de fenómenos atmosféricos originados por una perturbación meteorológica. En resumen si para definir queremos usar una denominación para toda la clase, esta sería la de “elementos de la circulación global”, adecuada para estudios más técnicos, pero no especialmente indicada para ser usada en una conversación normal.

Al vincularse normalmente la aparición de una DANA sobre nuestras latitudes con precipitaciones muy intensas, se tiene una idea de que no son muy frecuentes. No es así. Los estudios realizados para contabilizar el número de DANA (base de datos elaborada por Rico, 2005) en una ventana que abarca Europa occidental y Atlántico oriental, hablan de unas quince anuales en promedio, siendo las más habituales en primavera y verano. Se podrían delimitar dos zonas como las más visitadas por las DANA: el suroeste de la península ibérica y la zona del Mediterráneo al sureste de la península ibérica. Hay que destacar que esa frecuencia se refiere a la posición del centro de la DANA, que no suele coincidir con la zona de efectos más devastadores. Un hecho a reseñar de esos estudios mencionados es que existe una gran variabilidad interanual, con años en que se contabilizan veinte, o incluso más, y otros en que apenas llega a la decena. Otro hecho a destacar es que se observa una tendencia decreciente en el número de DANA que se forman en primavera y un aumento en las que ocurren en verano y otoño. Esto último tiene una relevante importancia, pues coincide con las condiciones de mar y tierra cálidos en la zona mediterránea que favorecerían la inestabilidad y aumentarían la intensidad de las precipitaciones.

Las DANA no se originan por todo el globo; en el hemisferio norte hay tres zonas fuente de DANA: el Atlántico oriental, el Pacífico oriental y la zona de China y del océano que la baña. El ciclo de vida de una DANA se suele prolongar unos dos días y tan solo un tercio de ellas llega o supera los tres. En su fase final, las DANA se reparten, a partes iguales, entre las que se debilitan y desaparecen y las que son absorbidas por un sistema más potente. 

¿Cuáles son las causas que originan que masas de aire frío se desprendan en niveles altos del cinturón de oestes? Todo parece apuntar a que están relacionadas con patrones de la circulación atmosférica de mayor escala, concretamente con las situaciones de bloqueo que dificultan la propagación hacia el este de las ondas embebidas en la circulación de oestes y con determinados estados de lo que se llaman teleconexiones como, por ejemplo, el fenómeno de El Niño u Oscilación del Pacífico Sur (ENSO, por sus siglas en inglés) y con la Oscilación del Atlántico Norte (NAO, por sus siglas en inglés), que se valora comparando las presiones de la zona de Azores con la de la zona de Islandia. De forma resumida se puede afirmar que la tendencia a que se originen más DANA se relaciona de forma muy directa con un debilitamiento del chorro polar por una disminución en el contraste térmico entre la masa polar y la masa de aire subtropical. Como consecuencia primera de este hecho, el chorro polar adopta configuraciones en meandros o se bifurca y resulta más fácil el desprendimiento de las DANA.

• La estructura de esta en cuanto a lo profunda que sea. Es decir, en cuanto a lo que disminuya la presión en su centro y a su inestabilidad que, a su vez, viene condicionada por la disminución de temperatura con la altura.
• Las condiciones externas. Fundamentalmente de la alimentación de energía en niveles bajos asociado a la temperatura del aire, a su contenido de vapor de agua y a la intensidad de los vientos que la transportan, así como de la presencia de agentes que disparen la convección, como son la convergencia de vientos o los ascensos orográficos. 

Si bien hemos dicho que la predicción de estos episodios resulta difícil, los modelos globales de predicción del tiempo, como el del Centro Europeo de Predicción de Medio Plazo (CEPPM), capturan la formación de las DANA cada vez con mayor acierto y con antelación suficiente para realizar un seguimiento de las predicciones consecutivas de las que se dispone cada día (cada doce horas para el modelo del CEPPM) y para recoger la incertidumbre en cuanto a su trayectoria y características con los sistemas de predicción probabilística. La predicción probabilística se basa en la información proporcionada por un conjunto de modelos (cincuenta para el sistema del CEPPM) que tienen menor resolución espacial, pero que simulan la incertidumbre sobre el conocimiento exacto del estado inicial y sobre las aproximaciones matemáticas usadas en el cálculo. Esto permite a la Agencia Estatal de Meteorología emitir notas informativas y avisos especiales con días de antelación. En estos boletines no se puede precisar la localización de los máximos de precipitación que se producirán ni su cuantificación, pero sirven para iniciar los protocolos de seguimiento y de preparación de los servicios de emergencia a fin de poder actuar rápidamente llegado el caso, así como de transmitir las recomendaciones a los ciudadanos que puedan verse afectados. Cuando se inicia el episodio y ya se dispone además cada seis horas de las predicciones del modelo Harmonie, con resoluciones de 2,5 kilómetros y alcances temporales de 48 horas, se puede precisar con más detalle en cuanto a intensidades de precipitación y su localización, que en todo caso nunca llegará hasta el límite espacial de una localidad. Está previsto que estas predicciones sean complementadas con un sistema de predicción probabilística por conjuntos de muy alta resolución desarrollado por AEMET a partir de 2020, una vez se disponga de suficiente capacidad de cálculo con el nuevo superordenador.

Estas preguntas surgen en un marco de interés generalizado sobre la atribución de episodios de meteorología adversa al cambio climático, en concreto al calentamiento global de origen antrópico. Cabría distinguir dos aspectos a considerar. Uno, más inmediato, se refiere al aumento de la intensidad de precipitación por interacción de las DANA con el entorno mediterráneo. En este caso no hay duda: el aumento de las temperaturas y de la evaporación de agua lleva a establecer, de acuerdo con las leyes de la física que se aplican a la meteorología, que las precipitaciones han de ser más intensas, o lo que es lo mismo, al aumento  del carácter torrencial de las precipitaciones. Dada la intrínseca variabilidad espacial y temporal de los episodios de lluvia torrencial de origen convectivo (a diez kilómetros de una estación que recoge más de 200 litros por metro cuadrado puede que otra apenas registre diez), no es fácil detectar y mostrar tendencias de este impacto de forma cuantificada. Indirectamente puede identificarse mediante el análisis de la contribución al total de la precipitación anual en una estación del cinco por ciento de los días de más precipitación, entendiendo que este porcentaje representa la torrencialidad. El otro aspecto aún más difícil de valorar es el de identificar tendencias en la formación de DANA que posteriormente puedan viajar hacia nuestras regiones y encontrar un ambiente propicio para las lluvias intensas. Hemos visto que el número de DANA o que su formación está correlacionada con patrones de mayor escala como el índice de la NAO o del ENSO. Concretamente, la Oscilación del Atlántico Norte, y así lo muestran numerosos estudios, es el factor que guarda mayor relación con los regímenes de precipitación en España. Debe actuarse prudentemente, pues la correlación entre el índice que mide este patrón influye de forma diferente dependiendo de la estación del año. La correlación positiva más significativa en nuestra región se da para las precipitaciones en otoño (Nieto, 2006). Si consideramos que la tendencia del índice de la NAO es creciente, quedaría también justificado el aumento del número de DANA en otoño. Por el contrario, no parece haber correlación significativa con el número de DANA que ocurren en primavera e invierno, si bien en estas estaciones la aparición de DANA se corresponde bien con la presencia de situaciones de bloqueo, que tienen a su vez un origen mediado por complejas consideraciones aún en estudio. La formación de DANA en verano correlaciona bien con el índice QBO (Oscilación Quasi Bienal), que describe los regímenes de viento en la estratosfera sobre el ecuador.

Para finalizar, repasaremos algunos de los episodios de inundaciones históricas catastróficas para identificar qué rasgos comunes manifiestan y cuáles presentan variaciones. En cada situación se verá si la ocurrencia está ligada a la presencia de una DANA. Se aprovechará esta revisión para ofrecer algunos datos pluviométricos significativos registrados, algunos de ellos auténticos records climáticos. 

Para poder remontarnos a sucesos del siglo XIX o de principios del XX, tenemos que ayudarnos de una herramienta de amplio uso entre meteorólogos y climatólogos. Se trata de los reanálisis numéricos. Los modelos atmosféricos numéricos permiten simular el comportamiento de la atmósfera y, a partir de unos datos observados, reconstruir el estado de la atmósfera hacia el futuro, pero también usando datos históricos se pueden dirigir los cálculos hacia el pasado. Esto nos permite obtener los “mapas del tiempo” de décadas hacia atrás, siempre que dispongamos de un número suficiente de observaciones de esos años. Este tipo de estudios es factible, pues desde que se establecieron los servicios meteorológicos, incluso antes, existen registros de parámetros atmosféricos como presión, temperatura, humedad, etc. de muchas ciudades y de observatorios científicos especializados. 

En primer lugar nos vamos a remontar a una primera fecha significativa, el 14 de octubre de 1879, día en que el río Segura se desbordó y causó más de mil muertos. La reconstrucción por medio de reanálisis sitúa una DANA frente a las costas marroquíes atlánticas y que inducía en superficie un marcado flujo húmedo hacia el sureste de la península ibérica.

Figura 7. Reanálisis del día 15 de octubre de 1879. Modelo numérico de la Agencia Americana de Océano y Atmósfera (NOAA).
Fuente: Wetterzentrale.

En las líneas continuas de color blanco de la figura superior se representa el campo de presión en superficie que permite estimar la dirección e intensidad del viento. En las bandas coloreadas se representa el estado medio de la troposfera. El color da una idea de la temperatura (colores cálidos, más calor y fríos, menor temperatura) y delimita los sistemas de alta o baja presión.

Otra inundación histórica es la que sucedió en Valencia el 15 de octubre de 1957. En este episodio una depresión de niveles altos que se movía despacio sobre el suroeste de la península y mostraba reflejo en superficie con un centro de bajas presiones centrado en el golfo de Cádiz que generaba, al igual que en el caso anterior, un flujo del sureste en la costa mediterránea. 

Figura 8. Reanálisis del día 14 de octubre de 1957. Modelo numérico de la Agencia Americana de Océano y Atmósfera (NOAA).
Fuente: Wetterzentrale.

Las precipitaciones más significativas recogidas en este episodio se muestran en la siguiente tabla:

Datos de 15-10-1957
INDICATIVO	NOMBRE	PCP
8050	JÁVEA-POU DEL MORO	300.0
8056	EL VERGER RACONS	298.0

Si avanzamos cronológicamente, llegamos a las inundaciones por desbordamiento de los ríos Llobregat y Besós en Barcelona, de la Rambla de la Viuda en Castellón y a las lluvias torrenciales en Palma de Mallorca, ocurridas el 25 de septiembre de 1962. Aunque los efectos son similares a otros episodios presentados, hay que señalar que en este episodio los impactos no fueron originados por una DANA sino por el paso de una vaguada (una depresión en niveles altos embebida en la circulación zonal de oestes asociada a ondulaciones del chorro polar). Las líneas continuas unen los puntos de igual altura, en decenas de metros, de la superficie de presión de 500 hPa. En color se representan los datos de temperatura en esos niveles.

La situación de la atmósfera en superficie se representa en la figura 10.

Datos de 25-09-1962
INDICATIVO	NOMBRE	PCP
220	MARTORELLES	250.0
188	CORBERA DE LLOBREGAT	240.0
163	ESPARREGUERA	212.5
185	GELIDA	212.0
160	OLESA DE MONTSERRAT	210.6

Las inundaciones de Alicante y Valencia de los días 19 y 20 de octubre de 1982, conocidas como la “pantanada de Tous” en las que, debido a las intensas precipitaciones, cedió la presa, anegaron varias poblaciones y murieron decenas de personas, se debieron a una DANA. En este caso la DANA se situaba sobre el norte de África en las proximidades del estrecho de Gibraltar. Una banda de vientos del este se canalizaba hacia tierra, conducida por la acción conjunta de un centro de bajas presiones al sur del Atlas y un anticiclón sobre Francia.

En los siguientes mapas se representa el estado en niveles altos de la troposfera, a unos 9 kilómetros de altura, y el campo de presión en superficie, tal y como los reconstruye el modelo del CEPPM.

En la siguiente tabla se muestran algunas de las acumulaciones registradas en 24 horas.

Datos de 20-10-1982
INDICATIVO	NOMBRE	PCP
82700	BICORP (BARRANCO SALADO)	632.0
8204A	JALANCE AGROMET	425.5
8269	SALTO DE MILLARES (CENTRAL JUAN URRUTIA)	280.0
8276	ENGUERA C H JUCAR	278.4

El record de precipitación registrada por una estación en 24 horas se alcanza en Oliva (817 l/m²) el 3 de noviembre de 1987. Este episodio, en realidad, no fue desencadenado por una DANA, sino por la interacción de una borrasca aislada que ocupaba toda la troposfera en la vertical, situada sobre el golfo de Cádiz. En las siguientes imágenes se muestra la estructura de la circulación atmosférica en niveles medios de la troposfera y en superficie correspondientes a ese episodio. 

Como en casos anteriores, se muestran tabuladas las acumulaciones diarias más relevantes.

Datos de 03-11-1987
INDICATIVO	NOMBRE	PCP
8058A	OLIVA S E AGRARIA	817.0
8071C	GANDIA (C. ROIG DE CORELLA)	720.0
8052B	DENIA LAS ROTAS	425.0
8051U	DENIA-CENTRO CIUDAD	377.0
8052C	DENIA (P.BOMBEROS)	374.2
8057A	PEGO CONVENTO	371.5
8286	BENIATJAR LES PLANISES	360.5
8058I	RAFELCOFER	350.0

Cerca de finalizar el siglo XX, el 30 de septiembre de 1997, Alicante y el sur de la provincia de Valencia se vieron afectados por lluvias torrenciales que provocaron el desbordamiento de varios afluentes del Júcar. En Alicante se recogieron 270 litros por metro cuadrado en menos de 6 horas. Las intensas lluvias sobre la ciudad ocasionaron cuatro fallecidos. Vuelve a ser una DANA centrada sobre el litoral atlántico de Marruecos la que desencadena el episodio. Entre las bajas presiones del norte de África y el anticiclón centrado al norte de Francia se genera un pasillo de viento que recorre el Mediterráneo occidental cargándose de humedad y alimentando de agua y energía las precipitaciones sobre la franja litoral.

Como en episodios anteriores, se ha mostrado en sendos mapas la configuración de la circulación en niveles superiores y en superficie. Un tercer mapa muestra cómo el viento conducía y transportaba aire muy húmedo y cálido del Mediterráneo occidental hacia el litoral.

Ya en el siglo XXI, la comarca de la Marina Alta (Alicante) padeció un episodio de lluvias torrenciales los días 12 y 13 de octubre de 2007. En varios puntos se sobrepasaron los 450 litros por metro cuadrado en menos de 24 horas. La crecida del río Girona produjo numerosos daños. En esta ocasión había dos DANA, una sobre el sureste de la península ibérica y otra en el Mediterráneo central.

Datos de 12-10-2007
INDICATIVO	NOMBRE	PCP
8054O	TORMOS LES FONDOS	400.0(2)
8056C	VALL DE LA GALLINERA-PATRO	333.0
8051I	PEDREGUER	293.0
8048E	GATA DE GORGOS	258.9
8067	PANTANO DE BENIARRES	230.0

La DANA que asoló gran parte del sureste peninsular y dio lugar a precipitaciones torrenciales en muchas regiones de la vertiente mediterránea puede calificarse de extraordinaria, tanto por su ciclo de vida, que se alargó durante cinco días, como por su trayectoria, al viajar hacia el sur y retornar posteriormente hacia el norte, dando lugar a que en algunas zonas padecieran sus efectos dos veces en un breve lapso de tiempo. En este caso se conjugaron además todos los elementos que hacen peligrosa a una DANA: un mar Mediterráneo anómalamente cálido, una ubicación de su centro que dirigía el viento hacia tierra tras un largo recorrido por el mar cálido y una interacción con aire subtropical altamente inestable.

La anomalía de la depresión, es decir la diferencia entre la presión medida y la que suele ser habitual para una altura determinada en el seno de la troposfera, fue en sí extraordinaria, como lo confirma que haya sido la más baja medida por el radiosonda de Murcia desde su instalación en 1984 (Núñez Mora, 2019). En segundo lugar, la trayectoria de la DANA fue un tanto extraña, dentro de lo erráticas que suelen ser habitualmente, pues un movimiento hacia el sur se vio seguido por otro hacia el norte.

Según los estudios realizados en AEMET (Núñez Mora, 2017), “habría que concluir que la DANA que circuló por el sureste de la Península durante el temporal de septiembre, es la más profunda de las registradas en la estación de radiosondeos de Murcia entre el 6 de junio y el 10 de octubre del periodo 1984-2019”.