Intercambios de energía superficial y condiciones de estabilidad asociadas con eventos de lluvias intensas convectivas en los Andes centrales del Perú

Por José Luis Flores*/

Este estudio analiza los patrones de precipitación, los componentes del balance de energía superficial (SEB) y los gradientes verticales atmosféricos (AVG) en el Observatorio Geofísico de Huancayo (HYGO), ubicado en la cuenca agrícola del valle del Mantaro, Andes centrales del Perú. Utiliza observaciones in situ de enero de 2018 a abril de 2022 y registros climáticos de 1965 a 2018 para caracterizar la dinámica convectiva y las interacciones tierra–atmósfera en un entorno de topografía compleja.

Para describir las lluvias se integraron mediciones de pluviómetros de superficie, perfiles de reflectividad del radar MIRA-35c y productos GPM-IMERG. Se identificaron veintiún episodios de precipitación intensa entre 2018 y 2022, todos de origen convectivo, que sirvieron para estudiar señales precursoras y evaluar la capacidad predictiva de un modelo numérico regional.

Los flujos turbulentos de calor sensible (QH) y calor latente (QE) se estimaron con el método aerodinámico de gradiente; el flujo de calor al suelo se calculó según el esquema de Foken y Napo. Los gradientes verticales de mezcla de vapor de agua (WMVG), de viento horizontal (HWVG) y el número de Richardson (RIN) se derivaron de radiosondas y del profiler radar de alta resolución de HYGO. Además, el modelo Advanced Regional Prediction System (ARPS) simuló la turbulencia durante los eventos, comparando sus salidas con los cálculos aerodinámicos de referencia.

Los datos muestran una marcada variabilidad diurna, con picos de precipitación entre las 15:00 y las 19:00, coincidiendo con la mayor inestabilidad térmica de la tarde. Estacionalmente, el régimen pluviométrico presenta una estación húmeda de noviembre a marzo y una estación seca de abril a octubre, con transiciones bien definidas que condicionan los ciclos agrícolas.

En las horas previas a los eventos intensos, QE y el flujo de momento horizontal (τ) aumentan significativamente, señalados como precursores fiables de convección. Simultáneamente, el WMVG y el RIN disminuyen de forma notable, mientras que el HWVG se intensifica, indicando mayor cizalladura y aporte de humedad en la capa límite, factores clave para la génesis convectiva.

La evaluación del ARPS revela subestimaciones de QH de hasta 15 W m⁻² y sobreestimaciones de QE de hasta 20 W m⁻² frente al método aerodinámico. Estos sesgos evidencian la necesidad de calibrar las parametrizaciones turbulentas y mejorar la asimilación de datos satelitales de precipitación y superficie, especialmente en orografía compleja.

En conjunto, este análisis integral profundiza en los procesos que gobiernan la convección orográfica y el intercambio de energía y momento en valles andinos. La identificación de precursores robustos y la caracterización de desviaciones en las predicciones proporcionan una base sólida para optimizar modelos de pronóstico y fortalecer estrategias de alerta temprana. Los resultados son fundamentales para mejorar la gestión de recursos hídricos, la planificación agrícola y la mitigación de riesgos ante eventos extremos en zonas vulnerables a la variabilidad climática.

Variaciones mensuales y diarias de los componentes medios de SEB en el HYGO entre mayo de 2018 y diciembre de 2022. Flujo de calor latente (Qe)
Variaciones mensuales y diarias de los componentes medios de SEB en el HYGO entre mayo de 2018 y diciembre de 2022. Flujo de calor latente (Qe)

*Instituto Geofísico del Peru, Calle Badajoz 169 Urb. Mayorazgo IV Etapa. Ate, Lima 15012, Peru


1Flores-Rojas, J. L., Guizado-Vidal, D. A., Valdivia-Prado, J., Silva, Y., Villalobos-Puma, E., Suárez-Salas, L., et al. (2025). Surface energy exchanges and stability conditions associated with convective intense rainfall events on the central Andes of Peru. Agricultural and Forest Meteorology 369, 110570. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110570