Modelación numérica de viento raco en el Cajón del Maipo

Abstract

El viento Raco corresponde a un intenso flujo superficial de viento del este cálido y seco, el cual se desarrolla principalmente en las noches y mañanas de invierno, en el Cajón del Maipo, ubicado en la zona precordillerana de Chile central. El presente trabajo tiene como objetivo principal realizar un primer análisis del viento Raco, considerado como un mecanismo de viento de paso montañoso o gap wind. Para esto, se estudia un evento desarrollado entre los días 23 y 26 de julio del 2018, del cual se poseen datos observados, enfocándonos en los últimos dos días del mismo. Se simuló el evento utilizando el modelo atmosférico de mesoescala WRF (Weather Research and Forecasting), para luego validar las salidas y posteriormente analizar los resultados desde la teoría hidráulica, en el marco de la aproximación de aguas someras de gravedad reducida. A partir de la validación, se encontró que la simulación recrea las principales características del viento Raco, con algunas diferencias, especialmente en superficie, las cuales no resultan obstaculizantes para la continuación del estudio. Durante el evento simulado, las superficies de igual temperatura potencial descienden hacia la salida del cajón, junto al flujo intenso del este. El núcleo intenso del mismo se desplaza a lo largo del cajón mostrando mayor magnitud al localizarse hacia la salida. Al oeste, la extensión del viento Raco en superficie se ve limitada por una poza fría nocturna. Resultados del cálculo del número de Richardson sugieren la posibilidad de que turbulencia mecánica erosione el tope de la poza fría nocturna, ante el fuerte cizalle que se desarrolla entre la capa de inversión nocturna y la capa de viento Raco. Respecto al análisis del Raco desde la teoría hidráulica, se encontró que se cumplen las condiciones que la hacen aplicable dentro de la aproximación de aguas someras de gravedad reducida, a excepción de una. La ausencia en la simulación de una capa de inversión térmica sobre la capa de Raco, requirió el uso de una aproximación dentro del término de gravedad reducida. Esto no afectó al cálculo del flujo másico, el cual dio como resultado conservación del misma a lo largo del cajón. Respecto a la conservación de la energía, los resultados no fueron satisfactorios, razón por lo cual se analizó el problema, encontrando que este probablemente radica en la aproximación realizada, constituyendo esta una subestimación de la fuerza de la supuesta inversión térmica. En cambio, al asumir una inversión térmica con un salto de temperatura potencial de 3°C, la conservación a lo largo del cajón resultó efectiva. De esta forma, se concluye que la aplicación de la teoría hidráulica sobre el evento de viento Raco del día 25-26 de julio del 2018 es efectiva, dando visto bueno a la explicación del viento Raco como un viento de paso montañoso.