Estudio de los rayos en el País vasco y su relación con la precipitación

Abstract

El objeto principal de esta tesis es conocer las características de los rayos sobre el País Vasco, y el estudio de las relaciones existentes entre los rayos y la precipitación en esta misma área. El desarrollo en las dos últimas décadas de los sistemas de detección de rayos ha permitido dar un salto en el conocimiento del comportamiento eléctrico de las tormentas y, por tanto, en el estudio de su dinámica y estructura. Los sistemas de detección de rayos permiten conocer no sólo la localización de los rayos, sino también sus características físicas, tales como la intensidad, la polaridad o la carga que transportan, entre otras. Una de las principales cuestiones que se planteaban con anterioridad al desarrollo y comercialización de los sistemas detectores de rayos consistía en conocer qué relación existía entre la precipitación y la actividad eléctrica de una tormenta. Es un hecho empírico observado que la precipitación se puede producir en ausencia de rayos, pero también se creía que tras el impacto de un rayo la precipitación experimentaba un incremento. Las numerosas investigaciones realizadas con el fin de conocer cómo son las relaciones entre la precipitación y los impactos de rayos en diferentes sistemas tormentosos y en diferentes lugares geográficos, han dado con frecuencia resultados dispares. Este hecho se debe a los múltiples factores que gobiernan ambos procesos, la precipitación y los rayos, no encontrándose una relación simple o unívoca entre ambos. La tesis que presentamos está estructurada en seis capítulos: El primero de ellos es una revisión de las bases teóricas correspondientes a la electricidad atmosférica, y a la relación entre la precipitación y los rayos. En el segundo capítulo se estudian la distribución y características de los impactos de rayos sobre el País Vasco. La distribución de rayos presenta básicamente un carácter aleatorio en todo el territorio, exceptuando la zona del Gran Bilbao, donde el número de rayos por kilómetro cuadrado duplica, o incluso triplica, al del resto del territorio estudiado. Por otro lado, se observa una estacionalidad en las características y distribución de los rayos. En invierno los rayos se producen principalmente en el área costera, son más escasos que en verano, presentan una mayor intensidad, y un elevado porcentaje de descargas positivas. En el tercer capítulo se establece una clasificación sinóptica de tipo subjetivo en base ala cual se estudia la distribución de la precipitación y de los rayos a lo largo del año. Esta clasificación de tipos de tiempo se fundamenta en la configuración sinóptica en superficie, el flujo de vientos en el nivel de 850 hPa y el tipo de circulación en el nivel de 500 hPa. En el capítulo cuarto se estudia las características estacionales de la actividad eléctrica en función de los tipos de tiempo descritos en el capítulo tercero. En invierno y finales del otoño predominan las tormentas bajo tipos de tiempo marítimo. En primavera las tormentas se presentan principalmente bajo situaciones asociadas a circulaciones desprendidas en el nivel de 500 hPa. En verano y principios del otoño, las tormentas se producen principalmente bajo flujos de tipo local correspondientes a configuraciones en forma de pantanos barométricos y bajas térmicas. En el capítulo quinto se analizan las relaciones entre los rayos y la precipitación en función de la clasificación de tipos de tiempo establecida en el capitulo tercero, y se validan los resultados de este procedimiento mediante el empleo de técnicas objetivas de análisis tales como las componentes principales y las redes neuronales. Como resultado de todo ello se han obtenido distintas relaciones entre el número de rayos y la precipitación asociada dependiendo de las condiciones sinópticas bajo las que se producen las tormentas. Finalmente en el capítulo seis se exponen las conclusiones más relevantes de esta tesis. Por otro lado, el desarrollo de esta tesis ha dado lugar a tres publicaciones en revistas de alto impacto que figuran en los correspondientes anexos al final de la misma: Areitio J., A. Ezcurra, I. Herrero. (2001): Cloud to ground lightning characteristics in the Spanish Basque Country area during the period 1992-1996. Journal Atmos. Sol- Terr. Phys. 63, 1005-1015 Ezcurra A., J. Areitio, I. Herrero. (2002): The relationships between cloud-to-ground lightning and surface rainfall in the Spanish Basque Country area. Atmos. Res. (61), 239-250 Ezcurra A., J. Sáenz, G. Ibarra, J. Areitio. (2008): Rainfall yield characteristics of electrical storms observed in the Spanish Basque Country area during the period 1992-1996. Atmos. Res., 89:233-242, doi: 10.1016/J. Atmos. Res.2008.02.011.