Comparison of the ECMWF rain prediction with actual measurements for 25.11.2017 on La Palma

Here is a summary how well did the ECMWF weather model predict the rainfall yesterday, Saturday 2017-11-25 from 0:00 h UTC to 23:59 h UTC for the island of La Palma. We compare the predictions of the 6 ECMWF 12:00 UTC-runs preceding the rain event to the actual measurement of HDmeteo.com

The approximate predictions of the ECMWF model for the average 24h rainfall on La Palma islands for Saturday were, according to weather.us, rounded to 5 mm:

  • 2017-11-19 12:00 UTC+156h: 45 mm
  • 2017-11-20 12:00 UTC+132h: 30 mm
  • 2017-11-21 12:00 UTC+108h: 45 mm
  • 2017-11-22 12:00 UTC+084h: 50 mm
  • 2017-11-23 12:00 UTC+060h: 30 mm
  • 2017-11-24 12:00 UTC+036h: 25 mm
25-23-50
HDmeteo rain interpolation for 2017-11-25. Average is 22.41 mm. Maximum 56.15 mm. The plot does not include data from manually operated pluviometers.

The measured rain average for this interval was according to the HDmeteo.com interpolation on the land surface of La Palma of all available private and public weather stations of the island:

  • 22.41 mm

The model over predicted the actual rainfall until its last run from Friday noon where it predicted 25 mm, which is very close to the actual measurement of 22.41 mm.

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Regenbilanz bisher – Balance lluvias hasta ahora

Bislang (18:00h) sind etwa 12,8 Kubikhektometer (hm³) Regen gefallen. Ein hm³ sind 1 Milliarde Liter. Die mittlere Regenmenge ist bislang 17,3 mm, mit einem Maximum von 46 mm bei Tinizara. Hauptproblem bislang sind die starken Winde (Böen über 100 km/h) in Puntagorda.

Hasta ahora (18:00 h) han caído 12,8 héctometros cúbicos (hm³) de lluvia en La Palma. Un hm³ son mil millones de litros. El promedio en toda la isla son 17,3 litros por metro cuadrado, con un máximo de 46 l/m² en Tinizara. El problema principal del temporal hasta ahora ha sido el viento con rachas por encima de 100 km/h en Puntagorda.

lluvia-earth.jpg
Verteilung der Regenfälle heute – Distribución de las lluvias hoy. Maximum: 46 l/m² (Tinizara).

Meteorólogo: Aire tropical puede causar mañana situación extrema

En su blog “Wetterkanal” de “Kachelmannwetter” el meteorólogo Fabian Ruhnau, experto en avisos por tiempo adverso, describe por qué mañana habrá una situación extrema en La Palma, El Hierro, La Gomera y Madeira. Desde hace días, una depresión en el noroeste de las Islas Canarias está aspirando aire tropical desde el ecuador.

Aire puede tener tres formas de energía:

  • energía de calor: la temperatura
  • energía de calor latente: la humedad
  • energía de movimiento: el viento

La segunda forma, el calor latente, lo conocemos cuando sudamos: si el sudor se evapora desde nuestra piel, la humedad se lleva la energía y nos enfría. Se dice que el sudor evaporado se lo lleva “calor latente”. Lo opuesto también puede ocurrir: Cuando vapor de agua condensa en gotas de agua, suelta este calor latente y lo convierte en un aumento de la temperatura.

Por lo tanto, viento tropical tiene mucha energía:

  • es caliente
  • es húmedo
  • es rápido

Lo que pasa ahora es que el sistema de presión baja al noroeste de Canarias no solo causa intensos vientos calientes desde el sur, pero ha aspirado directamente desde la zona tropical dos bolsas de aire muy energético. Este aire energético se encuenta de momento en camino a Canarias y a Madeira, y las previsiones apuntan que va a chocar mañana con La Palma. Así se ve en el mapa de kachelmannwetter.de y de weather.us:

airetropical.jpg
Mapa del modelo ECMWF de la energía del aire (temperatura + calor latente de la humedad) para la tarde de mañana. Se ve que dos bandas de aire muy energético (color marrón) se encuentran aspirado por el sistema de presión baja (B) al noreste de Canarias. Es posible que van a chocar con El Hierro, La Palma, La Gomera y Madeira. Fuente: kachelmannwetter.de, adaptado

¿Qué pasará mañana si las previsiones se cumplen? Primero hay que reconocer que las dos bandas de aire tropical son relativamente finas, y no es 100% cierto que van a chocar con La Palma, pero es probable. Pero también hay que reconocer que las bandas parecen muy largas en el mapa y puede durar mucho hasta que han pasado por las islas, causando un efecto prolongado.

Cuando aire tropical choca con las montañas de La Palma (2426 m de altura), se producirá condensación dónde el aire tiene que subir. Esto resulta en dos posibles fenómenos:

  • lluvias intensas y duraderas en zonas dónde el aire tropical tiene que subir la montaña (Caldera de Taburiente, Fuencaliente)
  • fricción entre las gotas de agua, y esto puede producir electricidad estática: se forman tormentas eléctricas
  • vientos intensos sobre todo en las cercanías de las tormentas, y en las zonas de aceleración por el efecto “embudo” (Tijarafe, Puntagorda al oeste; Fuencaliente/Mazo en el este)
  • vientos intensos dónde el aire tiene que volver a bajar detrás las montañas (efecto Foehn)

Fabian Ruhnau estima en su articulo que puede llegar a 200-300 l/m² de precipitaciones en algunos puntos de la isla, acompañado por intensas tormentas eléctricas. Pero advierte que tal vez La Palma se salva si el sistema de presión baja se desplaza hasta mañana mas al oeste.

De toda forma ¡tenemos que tomar las alertas de la AEMET para mañana y para el domingo muy en serio!

Podemos observar en http://lapalma.HDmeteo.com en vivo como se desarrollará la situación meteorológica.

Llovió unos 50 millones m³ de agua

Gracias a los modelos de HDmeteo podemos calcular la suma de las precipitaciones en toda la isla para la última época de lluvias:

 3.11.2017:    870.000 m³
 4.11.2017:  3.444.000 m³
 5.11.2017:  2.873.000 m³
 6.11.2017: 15.271.000 m³
 7.11.2017: 22.134.000 m³
 8.11.2017:  5.028.000 m³
 9.11.2017:  6.199.000 m³
10.11.2017:    147.000 m³

La suma ha sido 56 millones de metros cúbicos de agua (error de estimación: 20%). Para comparar este número: El volumen útil del embalse de La Laguna de Barlovento es 1 millon de metros cúbicos. La evaporación de agua por la superficie de La Palma ha sido ayer (10.11.2017) 1,7 millones de metros cúbicos de agua, un 1/30 de lo que ha llovido.

 

Video: Lluvias torrenciales / Starkregen November 2017

Vídeo en cámara rápida de los 10 mapas de HDmeteo, cubriendo las lluvias torrenciales de los últimos días en La Palma. Los 4 mapas de las precipitaciones se encuentran en la fila abajo: Lluvia en 60 minutos, Lluvia a partir de medianoche, Lluvia en 24 horas, Lluvia en 72 horas (3 días). Un segundo en el vídeo corresponde a 2 horas en realidad. (Full HD).

Zeitraffervideo der 10 Wetterkarten von HDmeteo vom 3.11. bis 9.11.2017, die das wolkenbruchartige Starkregenereignis (bis zu 450 l/m² in 3 Tagen, 300 l/m² in 24 Stunden) zeigen. Die Regenkarten befinden sich in der unteren Zeile und zeigen die Niederschläge in 60 Minuten, seit Mitternacht, in den vergangenen 24 Stunden und 72 Stunden (3 Tage). Eine Sekunde im Video entspricht 2 Stunden in Wirklichkeit.


HDmeteo Youtube

Resumen lluvias

Tres mapas con valores que hacen historia:

Suma lluvia hoy a partir de medianoche, lluvia en los úlimos 60 minutos y suma de los últimos 72 horas (3 días).


Drei Wetterkarten mit Seltenheitswert:

Regensumme heute seit Mitternacht, letzte 60 Minuten und Summe der letzten 72 Stunden (3 Tage)


 

Rain3x.jpg
Los valores de 72 horas tienen una parte estimada para estaciones con interrupciones en el suministro de datos y son aproximados. Los valores del día actual son corregidos manualmente y son exactos.

Regenkarten sind schwierig

Temperatur, Luftfeuchte, Wind, Regen … welche Wetterkarte ist am schwierigsten zu berechnen?

Temperatur, Luftfeuchte und Wind sind Momentanwerte. Wenn einmal ein Wert falsch ist oder der Messwert fehlt, dann ist das kein Beinbruch: Der Messwert wird einfach aus dem umliegenden Stationsmeldungen geschätzt oder bei zu großer Abweichung aussortiert und basta.

Die Regenkarte ist ein viel schwierigeres Biest. Die Karte zeigt nämlich die Summe aus allen Messwerten an, z. B. seit Mitternacht oder für die letzten 24 Stunden. Und da gibt es viele Probleme

  • ein falscher Wert und die ganze Summe wird verfälscht, und zwar auf Dauer – es reicht ein kaputter Summand, um die Summe zu vergiften
  • fehlende Werte müssen geschätzt werden. Wenn sie dann doch mit Verzögerung eintreffen (z.B. AEMET verzögert bis zu 4 Stunden), dann muss die Schätzung rückwirkend korrigiert werden – das sind bei 4 Stunden Verspätung 4 x 6 = 24 Wetterkarten. Das braucht viel Rechenzeit, die für eine Live-Anwendung wie HDmeteo knapp bemessen ist.
  • Wetterstationen melden meist die Tagessumme – aber sagen HDmeteo nicht, wann genau ihr Tag beginnt: um Mitternacht Sommerzeit, oder Winterzeit, oder Weltzeit? In spanischer oder kanarischer Zeitzone? Oder hat der Betreiber der Wetterstation die Zeitumstellung von Sommer- auf Winterzeit verpasst?
  • Nach Stromausfällen resetten viele Stationen Ihre Tagessumme auf Null, ohne darüber zu informieren
  • Es ist verdammt schwierig, falsche Werte zu identifizieren, da Regen eben ein sehr lokales Ereignis ist. Es kann schon einmal bei nur einer Wetterstation schütten, bei den anderen nicht. So einfach lässt sich ein Messwert nicht als Messfehler aussondern wie z.B. bei der Temperatur (60 °C ist unmöglich).
  • Wenn HDmeteo schätzen muss, dann ist es wie bei jeder Schätzung: es gibt einen Schätzfehler. Meist heben sich diese Fehler im Tagesmittel auf, aber manchmal unter- oder überschätzt HDmeteo einzelne fehlende Stationswerte über eine längere Zeit systematisch. Ein Fehler von nur 0,2 l/m² addiert sich so schnell zu 28,8 Litern pro Tag, wenn die Schätzung den ganzen Tag in die gleiche Richtung irrt. Kommt selten vor? Schön wär’s. Regen ist schwierig.

Die Modelle von HDmeteo lernen mit immer neuen Daten dazu, daher wird jetzt eine noch bessere Schätzung von Regenmengen eingeführt, die weniger anfällig für systematische Fehler ist. Besonders profitieren Regionen, in denen nur Wetterstationen stehen, die nur verzögert oder sporadisch an HDmeteo ihre Daten senden, z.B. der Bereich um Los Tilos, Santo Domingo oder der Flughafen.

code
Ein Teil des Schätzcodes für Niederschläge, der heute aktualisiert wurde. Das sind die Innereien von HDmeteo.