Estudio del índice de tiempo severo en Camagüey

INTRODUCCIÓN

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El empleo del índice de tiempo severo, constituye un indicador integrador para evaluar las condiciones termodinámicas favorables a la ocurrencia de Tormentas Locales Severas (TLS), por su incidencia en la vida social y económica del país, además de ser interés de estudio en el campo de la meteorología por muchos investigadores y especialistas.

La presencia de fenómenos severos con representación de bajas frías superiores (BFS) de componente del norte noreste (NE) y este noreste (ENE), (primer cuadrante), constituyen otros de los tipos de estructuras en niveles medios y altos, de interés para nuestra región geográfica, condición no abordada dentro de los patrones de dirección característicos en los resultados propuestos por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., donde solo emplea el nivel medio, para predominio de componentes del SW y W en la región de los Estados Unidos. Esto ocasiona desestimar dichas condiciones, obteniéndose valores del índice bajos que no responde a los umbrales definidos para diagnóstico de fenómenos severos.

A partir de la propuesta planteada por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., y teniendo en cuenta las diferentes referencia expuesta por muchos autores, como, (Aguilar et al.,2005Aguilar,G., Naranjo, L. & Carnesoltas, M. (2005): Informe de Resultado Científico. Establecimiento de condiciones de la circulación atmosférica a es- cala sinóptica en los alrededores de Cuba, favorables para la aparición de tormentas locales severas del proyecto “Condiciones sinópticas favorables para la ocurrencia de tormentas locales severas en Cuba. Un esquema para su predicción. Instituto de Meteorología. 35 pp.) quienes identificaron como sistemas sinópticos que incentivan la aparición de severidad, la Vaguada Tropical Troposférica Superior (TUTT, por sus siglas en inglés), en cuyo seno se gesta la mayoría de las BFS que llegan al Caribe, es necesario considerar que producto a la presencia de estas pueden estar presentes estructuras del norte (N) noreste (NE)y este sureste (ESE) que los caracterizan.

Algunos investigadores (Doswell & Schultz, 2006Doswell, C. A. & Schultz, D. M. (2006).On the use of indices and parámetros in forecasting severe storms. Electronic J. Severe Storms Meteor, 1(3), 1-22.), plantean, que los índices, no son necesariamente parámetros de pronóstico, más bien constituyen un conjunto de variables de diagnóstico. Sin embargo, constituyen parámetros que aportan visión acertada en combinación con otros factores, cuando son empleados de acuerdo a las condiciones de cada región, que deben ser combinados con criterios de selección y análisis, afines a la actividad severa que contribuyan a su diagnóstico para el empleo de tomas de decisiones. Banchero, (2017)Banchero, S. (2017). Evalución de la capacidad de predicción de granizo de índices atmosféricos. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Tesis de Maestría. Argentina. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Computación Universidad de Buenos Aires. https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6376_Banchero.pdf evaluó la utilización de índices de inestabilidad calculados con (Global Forecast System) GFS para pronosticar granizo

En Cuba la actividad severa no está dada solamente por los organismos tropicales, sino son formados por los sistemas de convección profunda a escala local que bajo situaciones favorables se convierten en tormentas locales severas (TLS) (Aguilar et al., 2005Aguilar,G., Naranjo, L. & Carnesoltas, M. (2005): Informe de Resultado Científico. Establecimiento de condiciones de la circulación atmosférica a es- cala sinóptica en los alrededores de Cuba, favorables para la aparición de tormentas locales severas del proyecto “Condiciones sinópticas favorables para la ocurrencia de tormentas locales severas en Cuba. Un esquema para su predicción. Instituto de Meteorología. 35 pp.).

Caridad & Pila, (2013)Caridad, I. & Pila, E. (2013). Características de las bajas frías superiores que producen tormentas locales severas en Cuba. Revista Cubana de Meteorología, Vol. 19. hacen referencia que las bajas frías superiores se caracterizan por presentar una circulación ciclónica, mejor definida entre los niveles de 200 hPa y 300 hPa, y estar acompañadas de un núcleo frío en 300 hPa. El hundimiento del aire en el interior de la baja genera corrientes en ascenso a su alrededor, más marcadas en el cuadrante sureste de la baja, donde predominan corrientes difluentes del suroeste, lo que de igual forma se caracteriza los chorros de componente ENE por la posición geográfica de Cuba.

Estas condiciones, cuando son propicias a la combinación de aire más frio a partir de niveles medios, genera procesos dinámicos favorables al intercambio de formación de vorticidad ascendente y descendente eficientes, que dan lugar a la aparición de tiempos severo, comportamiento que de igual forma se presenta cuando las BFS influyen entre 200, 300 y 500 hPa, presentándose los chorros más fuertes entre 200 y 300 hPa.

Por otra parte Caridad & Pila, (2013)Caridad, I. & Pila, E. (2013). Características de las bajas frías superiores que producen tormentas locales severas en Cuba. Revista Cubana de Meteorología, Vol. 19. refieren lo citado por Rivero (comunicación personal, 2011), quien expresa que en las corrientes del noreste, para el nivel de 200 hPa, asociadas a las BFS puede generarse una corriente en chorro de región norte (N) que tiene asociada una divergencia superior, en cierta medida podemos afirmar que en la región de Camagüey son incidente los chorros del norte, noreste con estas características.

Arias et al., (2023)Arias, Y., González P, M, & Álvarez, L. (2023) Análisis de días con tormentas eléctricas, mediante índices termodinámicos e índice derivado. Revista Cubana de Meteorología, Vol. 29, No. 1. , ISSN: 2664-0880 hace un análisis de los índices termodinámicos tradicionales, en diferentes situaciones sinópticas propias de los periodos poco lluvioso y lluvioso en Cuba en los años 2008 y 2019, en las que ocurrieron Tormentas Eléctricas.

En Camagüey se han empleado tradicionalmente los índices de estabilidad en trabajos investigativos (Rivero et al, 2002Rivero, I., Martínez, D., Báez, R. & Echevarría, E. (2002). Los perfiles meteorológicos a las 12 GMT y la lluvia en Camagüey. Revista Cubana de Meteorología, 9 (2), 24.; Aroche et al., 1999Aroche R., Pomares I., Martínez M., Figueroa B., Castellanos M., Rodríguez N. & Finalé A, (1999): Climatología de las Tormentas Convectivas Locales en Camagüey y provincias aledañas. Informe Científico-Técnico. Programa Territorial, CMP Camagüey, 35 p. , 2001Aroche, R., Gamboa F., Pomares I., Gonzalez A., Martínez M. & Figueroa, A.(2001). Características de variables termodinámicas explicativas de la formación y desarrollo de las TLS. Informe Científico-Técnico. Programa Territorial, CMP Camagüey, 43 pp.; Gamboa et al., 2001Aroche, R., Gamboa F., Pomares I., Gonzalez A., Martínez M. & Figueroa, A.(2001). Características de variables termodinámicas explicativas de la formación y desarrollo de las TLS. Informe Científico-Técnico. Programa Territorial, CMP Camagüey, 43 pp.). Navarro et al., (2018)Navarro, D., Pomares, I. & Estrada, E. (2018).Los sondeos aerológicos en Camagüey para la predicción de tiempo severo .Revista Cubana de Meteorología, Vol.24, No.3, pp. 278-289, 2018, ISSN: 0864-151X. proponen nuevos umbrales para determinados índices de estabilidad, que permiten pronosticar la formación y desarrollo de tiempo severo, a partir del procesamiento estadístico de los reportes de TLS coincidente con los datos de los sondeo aerológicos realizados en Camagüey

Eduardo et al.,(2020) realizaron un estudio de una Tormenta Local Severa, ocurrida en la ciudad de Camagüey el 5 de Mayo del 2018, la cual estuvo relacionada con la presencia de una vaguada en superficie, reflejo de una baja fría superior en niveles medios de la tropósfera con presencia de corrientes del noreste y este, siendo la segunda condición de más influencia en nuestra provincia, que junto a fuerte calentamiento y el incremento de la energía hacen la combinación necesaria de la actividad convectiva y sobre todo a la caída de granizos y vientos linealmente fuerte los cuales pueden causar daños a la economía, la población, e incluso la pérdida de vidas humanas.

Otros autores han dado importancia a los valores de humedad en los niveles bajos, (Jones et al., 2001Jones, R., Trapp J. & Bluestein, H. B. (2001). Tornado es and tornádico storms. Severe Convective Storms, Meteor, Monogr. No. 50, Amer. Meteor, Soc., 167-222. ). Estas van a mostrar mayor incidencia de alto contenido de humedad en niveles bajos, con la presencia de cizalladura, entre niveles bajos con respecto a nivel medio o alto, las cuales son determinantes para que se produzcan fuerte interacción entre masas diferentes a partir de los movimientos de los núcleos donde predominan dichas BFS, lo que va a ocasionar un incremento de la vorticidad ascendente y descendente.

(Varela & Carnesoltas, 2017Varela, A. & Carnesoltas, M. (2017): Formación de tornados no asociados a superceldas en la región occidental de Cuba. Tesis de Maestría en Ciencias meteorológicas. Universidad de La Habana. Instituto Superior de Tecnologías y Ciencia aplicadas. Instituto de Meteorología de Cuba. 95 pp), han referido que para el diagnóstico de potencial para tormentas locales severas, debe ser utilizada la evaluación de parámetros e índices termodinámicos el descubrimiento de patrones a escala sinóptica y el conocimiento climatológico de su comportamiento, siendo un elemento necesario que contribuya a la diversificación en el empleo del índice de tiempo severo.

En tanto es necesario patrones de comportamiento de humedad y de la componente del viento para estos casos que hagan demostrativo su mejor comportamiento, así como de los parámetros de los índices empleados con criterios que integren los factores influyente en la dinámica característica de tiempo severo a partir de dos condiciones necesarias que se definen en el presente estudio: primero, cuando la estructura se define a partir de 500 hPa y la fuerza del viento es mayor a la de niveles bajos, que se define como variante 1, y segundo cuando no se cumple en niveles medios, tomar el nivel de 300 hPa, si la fuerza del viento es mayor a la de niveles bajos, correspondiente a la variante 2, aplicándose la diferencia angular de forma inversa, entre 850 y 300 o entre 850 y 500 según el caso presente.

Para ello, el objetivo general de la presente investigación es caracterizar cada una de las variables empleadas en el índice de severidad, determinando umbrales característicos que se generan en días de TLS, con el análisis de presencia de componente Norte, Noreste y Sureste a partir de 300 y 500 hPa, cuando la dirección del nivel de 850 hPa es mayor a los presentes en alguna de las dos variantes propuestas con nuevas condicionantes dentro del índice para su diagnóstico.

MATERIALES Y METODOS

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Se realizó la selección de 55 días de tormentas locales severas, con sondeos del sitio web: https://www.ready.noaa.gov/archives.php (ARL), de los días correspondientes a los reportes del departamento de Pronóstico de Camagüey y Las Tunas, de forma aleatoria se confeccionó la base de datos para el estudio de ambas muestras, así como 48 casos de reportes de tormentas simples (TORMENTAS SIMPLES), con presencia de componente N, NE y ESE para los niveles de 300 y 500 hPa. Se caracterizaron y compararon ambas muestras, para definir los umbrales de cada variable en días de TLS, estimándose los valores medios del punto de rocío de 850 hPa (Td ₈₅₀) del valor medio, Percentiles 10 y 90, índice total cruzado (TC) y total de totales, a través del valor medio, mínimo y máximo y los Percentiles 25 y 75.

Se caracterizó el comportamiento de la dirección del viento del nivel de 850 hPa para las muestras estudiadas, estimando los valores de la mediana, mínimo y máximo y los percentiles 10 y 90, para la fuerza del viento del nivel de 850 hPa y el promedio de superficie a 850 hPa, se emplearon los niveles de superficie (Sfc), 950, 925 y 850 hPa, estimándose los valores de la mediana, mínimo y máximo y los percentiles 10 y 90.

Para los niveles medios y altos se agruparon los que mostraron condiciones en que la fuerza del viento es mayor se comportaron mayor a las del nivel de 850 hPa y la promedio de Sfc-850 hPa, donde 22 casos corresponden al nivel de 500 hPa y 33 casos al nivel de 300 hPa. Se estimaron los valores de la mediana, mínimo y máximo y los Percentiles 10 y 90 para ambas muestras, que contribuyeron a la selección de los rangos de mayor tendencia para ambos niveles.

Para los casos de diferencia angular se consideró como presencia de cizalladura valores de diferencia superiores a 179 donde el seno es cero ó toma valores negativos, con la propuesta de tomar valor de seno 1, para considerar el grado de cizalladura y hacerlo positivo, si cumple con los rangos determinados en el estudio de dirección y fuerza del viento para ambas variantes.

Se consignó variante 1 a las condiciones de flujos de componente Norte, Noreste y Sureste a partir de 500 hPa cuando la fuerza del viento es mayor al nivel de 850 hPa y se añadió el empleo de la fuerza promedio entre Sfc-850 hPa, y variante 2 a los flujos de componente Norte, Noreste y Sureste a partir de 300 hPa, que cumplan las mismas condiciones anteriormente planteadas. Se propuso el cálculo invertido de las dos variante entre (1), (850 - 500) y (2), (850-300 hPa).

El índice seleccionado corresponde a la segunda versión de Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., donde se proponen los siguientes criterios de selección, y que serán de estudio para la propuesta de modificación:

Severe Weather Threat (SWEAT) index (Miller, et al., 1971, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184.)

S W E A T = 12 \times T d 850 + 20 \times T T - 49 + 2 \times f 850 + f 500 + 125 \times W s + 0.2

(1)

Donde:

si el punto de rocío del nivel de 850 hPa es negativo el termino asume valor 0,
TT = Total Totales (si TT es menor a 49, el termino es 0)
f ₈₅₀ = 850 hPa velocidad del viento (kt)
f ₅₀₀ = 500 hPa velocidad del viento (kt)
Ws = sin (dirección del viento de 500 mb - dirección del viento de 850 mb). Termino de cizalladura, 125 (S+0.2), el termino es 0, si no se cumple ninguna de las siguientes condiciones: (1) 850 mb, dirección del viento en los rangos de 130-250º, (2) 500 mb, dirección del viento en los rangos de 210-310 º, en tanto la velocidad del viento sea igual o menor que 15 kt.

Los umbrales son los siguientes:

SWEAT > 300 son posibles tormentas severas.
SWEAT > 400 son posibles tormentas con tornados.

El índice TT fue empleado para discernir umbrales de comportamiento en que se puede presentar estos tipos de fenómenos severos, correspondiendo a la suma del total vertical (Tv) y el Tc. (Force, 1979Force, U. A. (1979). Air weather service. Use of the skew T log P diagram in analysis and forcasting, AWS/TR/79/006 https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6376_Banchero.pdf )

El total vertical significa el gradiente de temperatura entre 850 y 500 hPa y el total cruzado es la suma del punto de rocío del nivel de 850 hPa y la temperatura de 500 hPa. Se calculó mediante la expresión siguiente:

T T = T 850 - T 500 + T d 850 - T 500 = T v + T c

(2)

Td ₈₅₀ es la temperatura del punto de rocío en los 850 hPa.
T₈₅₀ es la temperatura en el nivel de 850 hPa.
T₅₀₀ es la temperatura en los 500 hPa.

Los umbrales del índice TT que se emplearon fueron:

TT > 44 = posibilidad de tormentas, baja probabilidad de tiempo severo.
TT > 50 = moderada probabilidad de tormentas locales severas.
TT > 55 = alta probabilidad de tormentas locales severas.

Se empleó para los cálculos estadísticos el método implícito en el sistema Microsoft Excel 2010.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

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Comportamiento del punto de rocío del nivel de 850 hPa

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La tabla 1, muestra el análisis de comportamiento del punto de rocío, donde el valor medio en días de reportes de TLS es de 15ºC, un mínimo de 11ºC y máximo de 18ºC, con el 80% de la distribución entre 12 y 17ºC, algo inferiores a los días de tormentas simples (TS), con las mismas condiciones, donde la media es de 14ºC, un mínimo de 5ºC y máximo de 17ºC, y el 80% de la distribución entre 11 y 16ºC, lo que se asume como criterio de selección los valores mayores o iguales a 12ºC.

Tabla 1. Comportamiento del punto de rocío en el nivel de 850 hPa

Punto de rocío	Total	Media	Mínimo	Máximo	Perc.10	Perc.90	Rango
TLS	57	15	11	18	12	17	≥12ºC
TS	48	14	5	17	11	16

Valoración del comportamiento del total cruzado (TC)

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Para el índice total cruzado (TC), la tabla 2, muestra el valor medio para días de reportes de TLS, es de 22ºC, con valor mínimo de 17ºC y máximo de 26ºC, con el 50% de la distribución entre 21 y 24ºC. Los días de tormenta simple, el valor medio obtenido es de 21ºC, valor mínimo de 14ºC y máximo de 23ºC, con el 50% de la distribución entre 18 y 23ºC, mostrando tendencia de valores de humedad más altos o temperaturas más frías en niveles medios en días de TLS, por lo que se define aplicar el criterio planteado por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184. donde refiere valores mayores a 20ºC.

Tabla 2. Comportamiento del total cruzado para días de tormentas simples y días de severidad

Índice TC		Media	Mínimo	Máximo	Percentil 25	Percentil 75	Rango
Reportes de TLS	57	22	17	26	21	24	≥21
Reportes de tormentas simples	48	21	14	23	18	23

Análisis de comportamiento del índice Total de totales (TT)

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Del análisis de comportamiento del índice total de totales, la tabla 3 muestra que el valor medio obtenido en días de TLS es 48ºC, un mínimo de 43ºC y máximo de 53ºC, y el 50% de la distribución entre 45 y 49ºC. En días de tormentas simples, el valor medio es de 46ºC, con un valor mínimo de 36ºC y máximo de 50ºC con el 50% de la distribución entre 40y 49ºC. Como se aprecia el umbral determinado con el obtenido por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., quien determina el umbral 49ºC, significa solo el 25% de la distribución, esto permite considerar la mayor tendencia a valore por encima de 45ºC, donde encontramos el 75% de distribución. Esto coincide con (Gálvez & Davinson, 2014Galves, J. & Davinson, M., (2014). El índice de Galvez- Davinson, GDI. (1)SRG, (2) WPS/NWS/NOAA, (3) Marinha do Brasil, (4) NESDIS/NWS/NOAA,(5)DMS. Callege Park, Maryland.), donde plantean limitación del índice TT, en el Trópico.

Tabla 3. Comportamiento del índice TT para días tormentas simples y días de reportes de severidad

Estadística Índice TT		Valor Medio	Mínimo	Máximo	Percentil 25	Percentil 75	Rango
Reportes de TLS	57	48	43	53	45	49	>45
Reportes de tormentas simples	48	46	36	50	40	49

1.3 Análisis de comportamiento estructural de dirección y fuerza del viento de los niveles de 500 y 850 hPa.

La tabla 4, muestra en días de TLS, el valor de la mediana de dirección es de 135º, con un mínimo de los 80º y máximo de los 300º, estimándose el 80% de los casos entre 100 y 220º. Los días de tormentas simples, el valor de la mediana es de 95º, con un valor mínimo de dirección de los 20º, máximo de los 285º y el 80% de los casos entre 55 y 175º. Esto permite considerar como condición para la mayor tendencia a valores entre 100 y 220º, para ambos tipos de condiciones.

Tabla 4. Comportamiento de la dirección del viento en el nivel de 850 hPa

Dirección 850 hPa		Mediana	Mínimo	Máximo	Percentil 10	Percentil 90	Rango
Días de Reporte de TLS	57	135º	80º	300º	100º	220º	100 º 220º
Reportes de tormentas simples	48	95º	20º	285º	55º	175º

En la tabla 5, se muestra las dos variantes empleadas, donde se valora el comportamiento para la primera variante se determina para el nivel de 500 hPa, donde para días de TLS, la mediana de dirección es 75º con un valor mínimo de los 20º y máximo de los 125º, y el 80% de la distribución entre 25 y 120º. Para días de tormenta simple se obtiene una mediana de los 70º, el valor mínimo de 10º y máximo de 175º, con el 80% de la distribución entre 10 y 165º. La determinación de este nivel parte del criterio que permite evaluar la presencia de BFS que son más organizadas y coherentes en 500 hPa, no tenida en cuenta en el índice de severidad, (1), Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., que desestima la condición propuesta para el cálculo, por lo que los rangos que se definen están dados por valores de 25 a 120º.

Para los casos en que las BFS, del primer cuadrante, se presentan bien definidas a partir de 300 hPa (tabla 5), como variante 2, se obtuvo para días de TLS, mediana de 48º, con mínimo de 15º y máximo de 105, con el 80% de la distribución entre 20 y 100º. Los días de tormentas simples, la mediana se comporta de los 30º, mínimo de 5º y máximo de 105º, con el 80% de la distribución entre 10 y 95º, por lo que se aplica para estos casos los valores entre 20 y 100º.

Tabla 5. Comportamiento de la dirección del nivel de 300 y 500 hPa.

Variante 1		Mediana	Mínimo	Máximo	Percentil 10	Percentil 90	Rango
Variable		Dd₅₀₀	Dd₅₀₀	Dd₅₀₀	Dd₅₀₀	Dd₅₀₀	Dd₅₀₀
TLS 850-500 hPa	22	75º	20º	125º	25º	120º	25º-120º
Reportes de tormentas simples 850-500 hPa	33	70º	10º	175º	10º	165º
Variante 2		Dd₃₀₀	Dd₃₀₀	Dd₃₀₀	Dd₃₀₀	Dd₃₀₀	Dd₃₀₀
TLS 850-300hPa	35	48º	15º	105º	20º	100º	20º-100º
Reportes de tormentas simples 850-300hPa	15	30º	5º	105º	10º	95º

Caracterización de la fuerza del viento en niveles bajos

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Para ambas variantes propuestas, se estimó el comportamiento de la fuerza del viento en el nivel de 850 hPa, donde la tabla 6, para días de reportes de TLS, muestran que el valor medio es de 3 m/s, el valor mínimo de 1 m/s y máximo de 9 m/s, con el 80% de la distribución entre 1 y 6 m/s. En el caso de tormentas simples la mediana es de 4 m/s, valor mínimo de 1 m/s y máximo de 10 m/s, con el 80% de la distribución entre 1 y 9 m/s, considerándose como criterio los valores iguales o inferiores a 6 m/s.

Tabla 6. Comportamiento de la fuerza del viento en el nivel de 850 hPa

Estadística		Mediana	Mínimo	Máximo	Percentil 10	Percentil 90	Rango
Reportes de TLS	50	3	1	9	1	6	≤6m/s
Reportes tormentas simples	48	4	1	10	1	9

La tabla 7, sostiene un elemento adicional como criterio en el empleo del índice, que valora la fuerza media en niveles bajos para ambas variantes, donde los días de TLS, la mediana es de 3m/s valor mínimo de 1 m/s y máximo de 8 m/s, con el 80% de la distribución entre 1 y 6 m/s. Los días de tormentas simples la mediana obtenida es de 3 m/s, mínimo de 1 m/s y máximo de 10m/s, con el 80% de la distribución entre 2 y 7 m/s, considerándose como criterio adicional los valores iguales o inferiores a 6 m/s.

Tabla 7. Comportamiento de la fuerza del viento medio entre Sfc- 850 hPa

Estadística		Mediana	Mínimo	Máximo	Percentil 10	Percentil 90	Rango
Reportes de TLS	50	3	1	8	1	6	≤6m/s
Reportes tormentas simples	48	3	1	10	2	7

Caracterización de la fuerza del viento en 300 y 500 hPa.

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En la tabla 8, muestra que la fuerza del viento para el nivel de 500 hPa, días de TLS, el valor de la mediana es de 5 m/s y en días de tormentas simples, de 6 m/s. Para días de TLS se obtuvo un valor mínimo de 1 m/s, máximo de 20 m/s y el 80% de la distribución entre 2 y 15m/s. En los casos de días de tormentas simples el valor de la mediana es de 6 m/s, con mínimo de 1 m/s y máximo de 15 m/s, determinándose el 80% de la distribución entre 3 y 11 m/s, inferior a los días en que se reportaron TLS, por lo que se aprecia mayor tendencia a chorros fuerte favorables en los días de TLS.

Para la variante 2 (tabla 8), se observa que el nivel de 300 hPa en días de reportes de TLS, la mediana es de 9 m/s, mínimo de 2 m/s y máximo de 21 m/s y el 80% de la distribución entre 3 y 19 m/s, mostrando mayor tendencia a ser más fuertes con respecto a los que se definen en niveles medios y a los que se presentan en días de tormentas simples. A partir del análisis se define el empleo como rangos para el índice de severidad en el nivel de 500 hPa los valores iguales o inferiores a 15 m/s y para el nivel de 300 hPa, los valores iguales o inferiores a 19 m/s, siempre que sean mayores a los del nivel de 850 hPa y la fuerza promedio entre superficie y 850 hPa.

Tabla 8. Comportamiento de la fuerza del viento en el nivel de 500 hPa.

Variante 1		Mediana	Mínimo	Máximo	Percentil 10	Percentil 90	Rango
		Ff₅₀₀	Ff₅₀₀	Ff₅₀₀	Ff₅₀₀	Ff₅₀₀	Ff₅₀₀
TLS 500hPa	27	5	1	20	2	15	≤ 15m/s
Reportes de tormentas 500hPa	33	6	1	15	3	11
Variante 2		Ff₃₀₀	Ff₃₀₀	Ff₃₀₀	Ff₃₀₀	Ff₃₀₀	Ff₃₀₀
TLS 850-300hPa	23	9	2	21	3	19	≤19m/s
Reportes de tormentas simples 850-300hPa	15	7	1	20	2	15

Validación del índice sweat modificado

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En la tabla 9 se observa la estimación obtenida para ambas muestra, donde se evidencia que los días de reportes de TLS el valor medio es de 409 j/kg, mayor que la obtenida en días de tormentas simples con 185 j/kg. Significativo se muestra un valor máximo en días de tormentas simples de 420 j/kg, donde se generó intensidades de Cumulonimbos mayor a 60 dbz, que pudieron crear alguna condición severa no reportada.

Los percentiles 10, 20,40 y 60 se estimaron para la búsqueda de umbrales para el diagnóstico de severidad, mostrándose, que los días de tormentas simples el percentil 10 es 157 j/kg, el de 20 es176 j/kg, el de 40 es 198 j/kg, 60 de 239 j/kg y el percentil 80 es de 262 j/kg, inferiores a días de tormentas severas donde la media se comporta en 409 j/kg y los percentiles 10, 20,40 y 60 con valores de 315, 335, 395, 435 y Percentil 80 con 465 j/kg.

Tabla 9. Comparación determinada para el indice sweat modificado

	Sweat (Modificado) Días de Tormentas simples	Sweat (Modificado) días de reportes de TLS
N^o de casos	48	55
Media	185	409
Mínimo	65	184
Máximo	420	566
Percentil 10	157	315
Percentil 20	176	335
Percentil 40	198	395
Percentil 60	239	435
Percentil 80	262	465

La tabla 10, muestra la comparación obtenida de 55 casos de reportes de TLS donde se aplicó el diagnostico por los criterios referidos por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184. y los propuesto en el estudio, demostrándose que para los casos de BFS tuvo una efectividad del 92% por el método propuesto referido anteriormente. Los valores obtenidos se lograron por debajo de los umbrales referidos, no logrando valores de 300 j/kg o superiores, cuando las BFS presentan influencias del primer cuadrante en la provincia de Camagüey, donde el 70 % de la distribución para el índice original para la región de los Estados Unidos no coincide con los descritos por Miller, 1972 con referencia al valor mínimo de 300 j/kg, reflejando valores entre 144 y 193 j/kg y los logrados para la provincia de Camagüey con el índice de tiempo severo modificado se obtuvieron para los percentiles 10,20,40,60 y 80, valores entre 315 y 465 j/kg que representa el 70 % de la distribución, lográndose el 92% de efectividad.

Tabla 10. Comparación del índice modificado con respecto a los obtenidos por el índice

	Sweat, Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184.	Sweat modificado
N^o de casos de TLS	50	55
Media	145	409
mínimo	136	184
máximo	206	566
Percentil 10	144	315
Percentil 20	168	335
Percentil 40	182	395
Percentil 60	186	435
Percentil 80	193	465
% de efectividad		92%

Propuestas y definiciones

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La tabla 11, muestra la propuesta del índice de tiempo severo, donde se plantea modificaciones y aplicaciones para su empleo y diagnóstico de tiempo severo las características de presencia de BFS de componente N, NE en correspondencia al comportamiento estudiado para la provincia de Camagüey.

Tabla 11. Propuesta para aplicación del índice de severidad

Variante 1, componente N, NE y E a partir de 500 hPa	Variante 2, componente N, NE, E a partir de 300 hPa
Sweat mod= 12(Td₈₅₀) +20(TT-45) + 125(Ws) + 2(f₈₅₀ + f₅₀₀)	Sweat mod= 12(Td₈₅₀) +20(TT-45) + 125(Ws) + 2(f₈₅₀ + f₃₀₀)
Miller 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., definió como primer criterio, tener en cuenta el grado de humedad en el nivel de 850 hPa, donde considera como umbral 12ºC, planteando dentro del índice, 12*(Td₈₅₀), teniendo en cuenta para valores mayores a 0º, en tal sentido se justifica en el estudio no considerar valores bajos de humedad, cuando el comportamiento característico se puede presentar a partir de valores mayores a 12ºC en nuestra región para ambas condiciones que representa el 95% de los casos.
Para la aplicación del índice total cruzado, Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., definió como criterio valores mayores a los 20º C, teniendo semejanzas con los resultados obtenidos en nuestra región se acepta valores mayores a los 20º C.	Para la aplicación del índice total cruzado, Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184., definió como criterio valores mayores a los 20º C, teniendo semejanzas con los resultados obtenidos para la región aceptándose valores mayores a los 20º C.
El umbral empleados por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184. para el índice total de totales, refiere como valor 49ºC, que es menos del 25% de la distribución obtenida en los casos estudiados, comportándose como rangos que corresponden al 50% de la distribución valores entre 45 y 50ºC, por lo que se considera en el estudio, valores mayores a los 45º C, representa el 75% de la distribución, esto consolida inconsistencia del TT, para el diagnóstico de severidad. Debido a su inconsistencia se introduce dar fortaleza a la selección a partir de los siguiente criterios adicionales: La dirección del nivel de 850 hPa debe estar entre 100 y 220º y el nivel de 500 hPa entre 30 y 120º. La fuerza del viento en 850 hPa, menor o igual a 6 m/s (12Kts). La fuerza del nivel de 500 hPa menor o igual a 15 m/s (29Kts), y ser mayor a la fuerza del nivel de 850 hPa. La fuerza promedio debe ser menor o igual al 6 m/s e inferior a la fuerza presente en 500 hPa.(12 Kts) Si no se cumple algunos de los criterios la función debe dar valor 0.	El umbral empleados por Miller, 1972Miller, R. C. (1972). Notes on analysis and severe storm forecasting procedures of the Air Force Global Weather Central. Tech. Report 200 (Revised), AWS, USAF. ( Headquarters, AWS, Scott AFB, IL 62225) model for hail. Atmospheric research 83, 2 176-184. para el índice total de totales, refiere como valor 49ºC, que es menos del 25% de la distribución obtenida en los casos estudia-dos, comportándose como rangos que corresponden al 50% de la distribución valores entre 45 y 50ºC, por lo que se considera en el estudio, valores mayores a los 45º C, representa el 75% de la distribución, esto consolida inconsistencia del TT, para el diagnóstico de severidad. Debido a su inconsistencia se introduce dar fortaleza a la selección a partir de los siguiente criterios adicionales: La dirección del nivel de 850 hPa debe estar entre 100 y 220º y el nivel de 300 hPa entre 15 y 100º. La fuerza del viento en 850 hPa, menor o igual a 6 m/s, (12Ktormentas simples). La fuerza del nivel de 300 hPa menor o igual a 19 m/s, (37 Kts), y ser mayor a la fuerza del nivel de 850 hPa. La fuerza promedio debe ser menor o igual al 6 m/s e inferior a la fuerza presente en 500 hPa.(12 Kts) Si no se cumple algunos de los criterios la función debe dar valor 0.
Criterios para el empleo en la selección de la función de dirección y fuerza del viento. Ws= dd₅₀₀ - dd₈₅₀ Debe cumplirse que: La dirección del nivel de 850 hPa debe estar entre 100 y 220º, y el nivel de 500 hPa entre 30 y 120º. La fuerza del viento en 850 hPa, menor o igual a 6 m/s. (12 Kts) La fuerza del nivel de 500 hPa menor o igual a 15 m/s, siempre que sea mayor a la fuerza del nivel de 850 hPa. La fuerza promedio, Sfc-850 hPa, debe ser menor o igual al 6 m/s e igual o inferior a la fuerza presente en 500 hPa. Si no se cumple algunos de los criterios las funciones 125(dd₅₀₀-dd₈₅₀) + 2(ff₈₅₀+ff₅₀₀), debe dar valor 0. Valoración adicional: Cuando los rangos de dirección y fuerza del viento en ambos niveles se cumpla y la diferencia angular entre 850-500 hPa, sea mayor a 175°, se tomara como condición aplicar el valor del seno=1.00 La fuerza se emplea en nudos.	Criterios para el empleo en la selección de la función de dirección y fuerza del viento. Ws= dd₃₀₀ - dd₈₅₀ Debe cumplirse que: La dirección del nivel de 850 hPa debe estar entre 100 y 220º, y el nivel de 300 hPa entre 15 y 100º. La fuerza del viento en 850 hPa, menor o igual a 6 m/s.(12 Kts) La fuerza del nivel de 300 hPa menor o igual a 19 m/s, siempre que sea mayor a la fuerza del nivel de 850 hPa. La fuerza promedio en la capa de Sfc a 850 hPa, debe ser menor o igual al 6 m/s e igual o inferior a la fuerza presente en 300 hPa. Si no se cumple algunos de los criterios las funciones 125(dd₃₀₀-dd₈₅₀) + 2(ff₈₅₀+ff₃₀₀), debe dar valor 0. Valoración adicional :Cuando los rangos de dirección y fuerza del viento en ambos niveles se cumpla y la diferencia angular entre 850-300 hPa, sea mayor a 175°, se tomara como condición aplicar el valor del seno=1.00 La fuerza se emplea en nudos.

La tabla 12, presenta los rangos determinados para el empleo del diagnóstico a partir de los valores determinados por percentiles, donde los rangos bajos se le asigna la probabilidad entre el 10 y 20% cuando se obtiene rangos entre 315 y 335 j/kg, de ocurrencia o tormentas fuertes que en ocasiones se producen sin lograr reportes, para un ligero incremento de la probabilidad se ilustra valores entre 336 y 395 j/kg, esto responderá a la probabilidad entre el 20 y 40% que representa valores muy efectivos a que se produzca alguna actividad severa. Para rangos entre 396 y 435 j/kg se propone la probabilidad entre el 40 y 60 %, a partir de estos valores es casi segura la probabilidad de tormentas severas, seguido de los valores entre 436 y 465 j/kg, para la probabilidad entre el 60 y 80%, que define mayor seguridad de ocurrencia de TLS, y para rangos seguros de severidad los valores mayores a 465 j/Kg donde se propone el concepto probable mayor al 80%.

Tabla 12. Índice del Sweat Modificado, para días de probable ocurrencia de TLS

Sweat Modificado
Umbral	Categoría
Sweat Mod. > 465 J/kg	Alta probabilidad de ocurrencia de TLS > 80%
436 a 465 J/kg	Muy probable la ocurrencia de TLS entre 60 y 80%
396 a 435 J/kg	Probable ocurrencia de tormentas severas, entre el 40 y 60%
336 a 395 J/kg	Alguna probabilidad de TLS entre el 20 y 40%
315 a 335 J/kg	Probabilidad de tormentas fuerte, escasa actividad severa, entre el 10 y 20%

CONCLUSIONES

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Las BFS de componente del primer cuadrante, constituyen otros de las condiciones en que ocurren fenómenos severos de interés, por lo que no son considerados por el índice de tiempo severo, permitiendo modificar los criterios de selección y caracterizar cada variable para las condiciones de la provincia de Camagüey y Las Tunas, introduciendo la modificación, ajustando los criterios de selección debido a que las mismas se producen por la interacción del comportamiento de las variables termodinámicas empleadas en el índice, notándose la inconsistencia del índice total de totales, donde los valores altos no son representativos de mayor tendencia, prevaleciendo, marcada diferencias de masas de aire, humedad relativa y gradiente térmico cálido, donde este presente temperaturas frías en niveles medios, 200 o 300 hPa, con cizalladura de dirección y fuerza del viento.

La presencia de chorros de componente NE y ESE, deben estar presente como factor determinante para que en un ambiente débil o moderado inestable, cree condiciones para la ocurrencia de fenómenos severos con suficiente humedad en capas bajas y la presencia de un mecanismo de disparo.