Tornado
Entre los diferentes tipos de tornados están las trombas terrestres, los tornados de vórtices múltiples y las trombas marinas. Éstas últimas se forman sobre cuerpos de agua, conectándose a cúmulus y nubes de tormenta de mayor tamaño, pero se les considera tornados porque presentan características similares a los que se forman en tierra, como su corriente de aire en rotación en forma de embudo. Las trombas marinas por lo general son clasificadas como tornados no-supercelulares que se forman sobre cuerpos de agua.[5] Estas columnas de aire frecuentemente se generan en áreas tropicales cercanas al ecuador, y son menos comunes en latitudes mayores, cercanas a los polos.[6] Otros fenómenos similares a los tornados que existen en la naturaleza incluyen al gustnado y los remolinos de polvo, de fuego y de vapor.
Los tornados son detectados a través de radares de impulsos Doppler, así como visualmente por los cazadores de tormentas. Se les ha observado en todos los continentes excepto en la Antártida. No obstante, la gran mayoría de los tornados del mundo se producen en la región estadounidense conocida como Tornado Alley, aunque pueden formarse prácticamente en cualquier parte de América del Norte.[7] [8] También ocurren ocasionalmente en el centro-sur y este de Asia, norte y centro-este de Sudamérica, sur de África, noroeste y sudeste de Europa, oeste y sudeste de Australia y en Nueva Zelanda.[9]
Existen varias escalas diferentes para clasificar la fuerza de los tornados. La escala Fujita-Pearson los evalúa según el daño causado, y ha sido reemplazada en algunos países por la escala Fujita mejorada, una versión actualizada de la anterior. Un tornado F0 ó EF0, la categoría más débil, causa daño a árboles pero no a estructuras. Un tornado F5 ó EF5, la categoría más fuerte, arranca edificios de sus cimientos y puede producir deformaciones estructurales significativas en rascacielos.[10] La escala TORRO va del T0 para tornados extremadamente débiles al T11 para los tornados más fuertes que se conocen.[11] También pueden analizarse datos obtenidos de radares Doppler y patrones de circulación dejados en el suelo (marcas cicloidales) y usarse fotogrametría para determinar su intensidad y asignar un rango.[12]
Etimología
La palabra «tornado» es una forma alterada de la palabra «tronada», que, según la RAE, se refiere a una "tempestad de truenos".[13] Ésta, a su vez, se deriva del latín «tonare», que significa "tronar". Probablemente llegó a su forma actual a través de una combinación de «tronada» y «tornar» ("girar"); no obstante, esta puede ser una etimología popular.[14] [15][editar] Definiciones
Un tornado se define en el Glossary of Meteorology como "una columna de aire que gira violentamente, estando en contacto con el suelo, ya sea colgando de o debajo de una nube cumuliforme, y frecuentemente (pero no siempre) visible como una nube embudo...".[16] En la práctica, para que un vórtice sea clasificado como un tornado, debe tener contacto tanto con el suelo como con la base de la nube. Sin embargo, los científicos aún no han formulado una definición completa del término; por ejemplo, hay desacuerdos respecto a si múltiples puntos de contacto con el suelo provenientes del mismo embudo constituyen diferentes tornados.[4] El término «Tornado» se refiere además al vórtice de viento, no a la nube de condensación.[17] [18]
Nube embudo
Hay ciertos desacuerdos sobre la definición de «nube embudo» y «embudo de condensación». De acuerdo con el Glossary of Meteorology, una nube embudo es cualquier nube en rotación que cuelga de una cúmulus o una cumulonimbus, y por lo tanto la mayor parte de los tornados quedan incluidos bajo esta definición.[21] Entre muchos meteorólogos, una nube embudo se define estrictamente como una nube en rotación no asociada con fuertes vientos en la superficie, y un «embudo de condensación» es un término utilizado para cualquier nube que esté girando debajo de una nube cumuliforme.[4]
Los tornados con frecuencia comienzan siendo nubes embudo sin fuertes vientos en la superficie, no obstante, no todas ellas se terminan convirtiendo en un tornado. De cualquier forma, muchos tornados son precedidos por una nube embudo. La mayor parte de ellos producen fuertes vientos en la superficie, mientras el embudo visible sigue estando apartado del suelo, por lo que es difícil distinguir la diferencia entre una nube embudo y un tornado a la distancia.[4]
Familias y oleadas
Ocasionalmente, una misma tormenta produce más de un tornado, ya sea simultáneamente o en sucesión. Múltiples tornados producidos por la misma tormenta son conocidos en conjunto como una familia de tornados.[22]En ocasiones, varios tornados se generan a partir del mismo sistema de tormentas. Si su actividad no se interrumpe, esto se considera una oleada de tornados, aunque existen varias definiciones. Un periodo que abarque varios días consecutivos con oleadas de tornados en la misma área (generadas por múltiples sistemas climáticos) es una secuencia de oleadas de tornados, también conocida como oleada de tornados extendida.[16] [23] [24]
Características
Forma y dimensiones
La mayoría de los tornados adoptan la forma de un estrecho embudo, de unos pocos cientos de metros de ancho, con una pequeña nube de desechos cerca del suelo. Los tornados pueden quedar obscurecidos completamente por lluvia o polvo, y si es así, son particularmente peligrosos, puesto que incluso los meteorólogos experimentados podrían no verlos.[25]
Los tornados, no obstante, se pueden manifestar de muchas formas y tamaños. Las pequeñas y relativamente débiles trombas terrestres, por ejemplo, no pueden verse más que como un pequeño torbellino de polvo sobre el suelo. Aunque el embudo de condensación puede no extenderse hasta el suelo, si los vientos asociados en la superficie superan los 64 km/h, la circulación es considerada un tornado.[17] Un tornado con una forma casi cilíndrica y altura relativamente baja en ocasiones es llamado en inglés stovepipe tornado (literalmente, «tornado conducto de estufa»).[26] Tornados grandes con un solo vórtice pueden verse como enormes cuñas enterradas en la tierra, y por lo tanto se les conoce como «tornados en cuña».[27] Uno de estos tornados puede ser tan ancho que parezca ser un grupo de nubes oscuras, siendo incluso más ancho que la distancia entre la base de la nube y el suelo. Aun observadores de tormentas experimentados pueden tener dificultades para diferenciar un tornado en cuña y una nube baja a la distancia. Muchos de los tornados más grandes, aunque no todos, son en cuña.[28]
Los tornados en su etapa de disipación pueden parecer tubos estrechos o cuerdas, y con frecuencia se rizan o tuercen en formas complejas. Se dice que estos tornados están en su «fase de cuerda», o convirtiéndose en un «tornado en cuerda». Cuando toman esta forma, la longitud de su embudo se incrementa, lo que fuerza a los vientos dentro del mismo a debilitarse debido a la conservación del momento angular.[29] Los tornados con múltiples vórtices, por su parte, pueden parecer una familia de remolinos girando alrededor de un centro común, o pueden quedar completamente oscurecidos por la condensación, el polvo y los desechos, aparentando ser un solo embudo.[30]
En los Estados Unidos, en promedio los tornados miden cerca de 150 m de ancho y recorren unos 8 km en contacto con el suelo.[25] De cualquier forma, hay un amplio rango de tamaños de tornados. Los tornados débiles, o los tornados fuertes en fase de disipación, pueden ser sumamente estrechos, a veces apenas con unos cuantos metros de ancho. Una vez se reportó un tornado que tenía una zona de destrucción de solamente 2 m de longitud.[25] Por otro lado, los tornados en cuña pueden tener una zona de destrucción de 1,5 km de ancho, o incluso más. Un tornado que afectó Hallam, Nebraska, el 22 de mayo de 2004, llegó en un punto a medir 4 km de ancho al nivel del suelo.[3]
En términos de longitud de su recorrido, el Tornado Triestatal (Tri-State Tornado), que afectó partes de Misuri, Illinois e Indiana el 18 de marzo de 1925, oficialmente se mantuvo en contacto con el suelo continuamente por 352 km.[31] Muchos tornados que aparentan tener recorridos de 160 km o más en realidad son una familia de tornados formados rápidamente de forma sucesiva; no obstante, no hay pruebas concretas de que esto ocurriera en el caso del Tornado Triestatal.[23]
Apariencia
Los tornados pueden ser de una gran variedad de colores, dependiendo del ambiente en el que se formen. Aquellos que se desarrollan en un entorno seco pueden ser prácticamente invisibles, apenas distinguibles sólo gracias a los desechos en circulación en la base del embudo. Los embudos de condensación que levantan pocos desechos o no los levantan pueden ser grises o blancos. Al viajar por encima de un cuerpo de agua, como lo hacen las trombas marinas, pueden volverse muy blancos o hasta azules. Los embudos que se mueven lentamente, consumiendo grandes cantidades de desechos y tierra, generalmente son más oscuros, tomando el color de los desechos. Por su parte, los tornados en las Grandes Llanuras pueden volverse rojos debido al tinte rojizo de la tierra, y los tornados en zonas montañosas pueden viajar sobre terrenos cubiertos de nieve, volviéndose de un blanco brillante.[25]
Algunos factores que pueden reducir la visibilidad de los tornados son el polvo levantado por los vientos de la tormenta, fuerte lluvia o granizo y la oscuridad de la noche. Los tornados que ocurren bajo estas condiciones son particularmente peligrosos, ya que solamente observaciones de un radar meteorológico, o posiblemente el ruido que producen al aproximarse, sirven como advertencia para aquellos que se encuentran en su camino. De cualquier forma, la mayoría de los tornados fuertes se forman bajo la base de la corriente ascendente de la tormenta, la cual está libre de lluvia,[34] permitiendo que sean visibles.[35] Además, la mayoría de los tornados ocurren durante la tarde, cuando el sol puede penetrar incluso las nubes más densas.[23] De igual forma, los tornados nocturnos generalmente son iluminados debido a la frecuente aparición de rayos.
Hay evidencias, incluyendo imágenes de radares móviles Doppler on Wheels e informes de testigos, de que la mayoría de los tornados tienen un centro despejado y calmado donde la presión es extremadamente baja, de forma semejante al ojo de los ciclones tropicales. Esta área estaría despejada (posiblemente llena de polvo), con vientos relativamente calmados, y sería muy oscura, ya que la luz sería bloqueada por los escombros girando en el exterior del tornado. Aquellos que aseguran haber visto el interior de un tornado dicen haberlo logrado gracias a la iluminación de un rayo.[36] [37] [38]
Rotación
Los tornados normalmente giran en dirección ciclónica, es decir, en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte, y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Aunque las grandes tormentas siempre rotan ciclónicamente debido al efecto Coriolis, las tormentas eléctricas y los tornados son tan pequeños en comparación con ellas que la influencia directa del efecto Coriolis es intrascendente, como lo indican sus altos números de Rossby. Las superceldas y los tornados giran ciclónicamente en simulaciones numéricas incluso cuando el efecto Coriolis es ignorado.[39] [40] Los tornados y mesociclones de bajo nivel deben su rotación a procesos complejos dentro de la supercelda y el medio ambiente.[41]Aproximadamente el 1% de los tornados giran en dirección anticiclónica. Generalmente, sólo sistemas tan débiles como las trombas terrestres y los gustnados pueden rotar anticiclónicamente, y usualmente sólo lo hacen aquellos que se forman en el lado anticiclónico de la corriente descendente del flanco trasero en una supercelda ciclónica.[42] No obstante, en raros casos, los tornados anticiclónicos se forman en asociación con el mesoanticiclón de una supercélula anticiclónica —de la misma forma que un típico tornado ciclónico— o como un tornado acompañante, ya sea como un tornado satélite o asociado con circulaciones anticiclónicas dentro de una supercelda.[43]
Sonido y sismología
Los sonidos producidos por un tornado son provocados por múltiples mecanismos. A lo largo del tiempo se han reportado varios sonidos producidos por tornados, frecuentemente comparados con sonidos familiares para los testigos y generalmente como alguna variación de un estruendo. Sonidos que son reportados con frecuencia incluyen un tren de carga, rápidos o cascadas, un motor a reacción o combinaciones de éstos. Muchos tornados no son audibles a gran distancia; la naturaleza y distancia de propagación del sonido depende de las condiciones atmosféricas y la topografía.Los vientos del vórtice del tornado y de los turbulentos remolinos constituyentes, así como la interacción de las corrientes de aire con la superficie y los desechos, contribuyen a la creación de sonidos. Las nubes embudo también producen sonidos. Se ha reportado que las nubes embudo y pequeños tornados hacen sonidos como de chiflidos, aullidos, murmullos o zumbidos de innumerables abejas, o electricidad, mientras que también se reporta que muchos tornados producen un ruido sordo grave y continuo, o un sonido irregular.[44]
Ya que muchos tornados son audibles únicamente cuando están muy cerca, el ruido no es una advertencia fiable de un tornado. Además, cualquier viento fuerte, incluso una granizada severa o el continuo tronido de rayos en una tormenta eléctrica, pueden producir un estruendo similar al de los tornados.[45]
Los tornados también producen marcas infrasónicas inaudibles.[46] A diferencia de las audibles, las marcas inaudibles de los tornados han sido aisladas; debido a la propagación a larga distancia de las ondas sonoras de baja frecuencia, se está intentando desarrollar aparatos para la predicción y detección de tornados que además sirvan para comprender su morfología, dinámica y formación.[47] Los tornados además producen una marca sísmica detectable, y continúan las investigaciones para aislarla y entender su proceso.[48]
Electromagnetismo, rayos y otros efectos
Los tornados emiten en el espectro electromagnético, y se han detectado emisiones de señales radio atmosféricas y de campo eléctrico.[47] [49] [50] También se han observado correlaciones entre tornados y patrones de la actividad de los rayos. Las tormentas tornádicas no contienen más rayos que otras tormentas y algunas celdas tornádicas nunca los producen. Generalmente, la actividad de rayos que van de la nube al suelo (cloud-to-ground, o CG) decrece cuando un tornado alcanza la superficie y regresa a su nivel normal cuando el tornado se disipa. En muchos casos, tornados y tormentas eléctricas de gran intensidad exhiben un incremento y dominancia anómala de polaridad positiva en las descargas de tipo CG.[51] El electromagnetismo y los rayos tienen poco o nada que ver directamente con aquello que provoca la aparición de tornados (ya que éstos son básicamente un fenómeno termodinámico), aunque posiblemente hay conexiones con la tormenta y el ambiente afectando a ambos fenómenos.
En el pasado se ha reportado presencia de luminosidad, y es probable que se deba a confusión en las identificaciones con fuentes luminosas externas como rayos, luces urbanas y destellos de instalaciones eléctricas dañadas, ya que las fuentes internas rara vez son reportadas y no se sabe que hayan sido documentadas. Además de los vientos, los tornados también presentan cambios en variables atmosféricas como temperatura, humedad y presión. Por ejemplo, el 24 de junio de 2003, cerca de Mánchester (Dakota del Sur), una investigación registró un déficit de presión de 100 mbar. La presión disminuyó gradualmente a medida que el vórtice se acercaba y luego bajó extremadamente rápido a 850 mbar en el centro del violento tornado antes de aumentar rápidamente al alejarse el vórtice, resultando en una gráfica de la presión en forma de «V». Al mismo tiempo, la temperatura tiende a decrecer y el contenido de humedad a aumentar en la vecindad de un tornado.[52]
Ciclo de vida
Relación con la supercelda
Los tornados generalmente se desarrollan a partir de un tipo de tormentas conocidas como superceldas.[53] Las superceldas contienen mesociclones, que son un área de rotación organizada de aire que se localiza en la atmósfera, de entre 2 a 10 km de ancho. Además de tornados, son comunes en tales tormentas lluvias intensas, rayos, fuertes ráfagas de viento y granizo. Si bien la mayoría de los tornados, particularmente los más fuertes (del EF3 al EF5 según la Escala Fujita-Pearson), se derivan de superceldas, también algunos se pueden formar a partir de otras circulaciones de aire, y por lo tanto son denominados tornados no supercelulares. Este tipo de tornados, no obstante, suelen ser de menor intensidad.[54]Formación
La mayor parte de los tornados originados en superceldas siguen un ciclo de vida reconocible. Éste comienza con el origen de la propia supercelda, que se da cuando una corriente de aire frío y seco se encuentra con otra de aire cálido y húmedo y se desplaza por encima de ella. Al ser más pesado el aire frío, se producen capas de aire inestable donde el aire frío desciende y obliga al aire caliente a ascender, creando la tormenta. Si existe una capa de aire cálido y seco que actúe como aislante, y si las diferencias de temperatura son lo suficientemente grandes, el descenso del aire frío se puede dar en forma de remolino. Este aire que desciende, llamado corriente descendente del flanco trasero (RFD, por sus siglas en inglés), acelera al irse acercando al suelo, y arrastra consigo al mesociclón de la supercelda hacia él.[17] Las corrientes ascendentes, por su parte, atraen el aire a su alrededor, aumentando la rotación y convirtiéndose en una columna estrecha, conocida como nube embudo.[54]Al acercarse el mesociclón al suelo, un embudo de condensación visible aparenta descender de la base de la tormenta, con frecuencia a partir de una nube pared en rotación. Al ir descendiendo el embudo, la RFD también llega al suelo, creando un frente de ráfagas que puede causar daños a una buena distancia del tornado. Usualmente, la nube embudo se convierte en un tornado pocos minutos después de que la RFD toque el suelo.[17]
Madurez
Inicialmente, el tornado cuenta con una buena fuente de aire caliente y húmedo que ingresa en él para darle energía, por lo que crece hasta que alcanza su etapa madura. Esto puede durar unos pocos minutos o más de una hora, y es durante este tiempo que el tornado generalmente causa el mayor daño y sus dimensiones llegan al máximo, pudiendo llegar a medir en algunos casos más de 1,5 km de ancho. Mientras tanto, la RFD, que en esta etapa es un área de vientos superficiales fríos, comienza a colocarse alrededor del tornado, interrumpiendo el flujo de aire caliente que lo alimenta.[17]Disipación
Habiendo entrado el tornado en su etapa de disipación, su mesociclón asociado por lo general también se debilita, debido igualmente a que la RFD corta el flujo de aire que lo alimenta. Al disiparse el primer mesociclón y su tornado asociado, el flujo de la tormenta puede concentrarse en una nueva área más cerca de su centro. Si un nuevo mesociclón se forma, el ciclo puede repetirse, produciendo uno o más tornados nuevos. Ocasionalmente, el viejo mesociclón y el nuevo producen tornados al mismo tiempo.
Aunque esta teoría acerca de cómo surgen, se desarrollan y desaparecen los tornados es ampliamente aceptada, no explica la formación de tornados más pequeños, como las trombas terrestres o los tornados con múltiples vórtices. Todos ellos tienen diferentes mecanismos que influencian su desarrollo, no obstante, la mayoría siguen un patrón similar al aquí descrito.[55]
Tipos
Tornados verdaderos
Tornado de vórtices múltiples
Tromba marina
Tromba terrestre
Circulaciones semejantes a tornados
Gustnado
Un gustnado (término que proviene de gust front tornado, es decir, «tornado de frente de ráfagas») es un pequeño remolino vertical asociado con un frente de ráfagas o una ráfaga descendente. Ya que técnicamente no están conectados con la base de una nube, existe cierto debate sobre si los gustnados son tornados. Se forman cuando un flujo de aire frío, seco y rápido proveniente de una tormenta se encuentra con una masa de aire caliente, húmedo y estacionario cerca del límite del flujo, resultando en un efecto de "redondeamiento" (ejemplificado a través de una nube en rodillo). Si la cizalladura del viento en los niveles inferiores es lo suficientemente fuerte, la rotación puede volverse horizontal o diagonal y hacer contacto con el suelo. El resultado es un gustnado.[4] [60] Es digno de mencionar que debido a que están libres de cualquier influencia de efecto Coriolis a partir de un mesociclón, aparentemente son ciclónicos y anticiclónicos de forma alterna sin preferencia alguna.Remolino de polvo
Un remolino de polvo o remolino de arena, conocido en inglés como dust devil (literalmente «demonio de polvo») se parece a un tornado en que es una columna de aire vertical en rotación. No obstante, se forman bajo cielos despejados y rara vez alcanzan la fuerza de los tornados más débiles. Se desarrollan cuando una fuerte corriente ascendente convectiva se forma cerca del suelo durante un día caluroso. Si hay suficiente cizalladura del viento en los niveles inferiores, la columna de aire caliente que está en ascenso puede desarrollar un pequeño movimiento ciclónico que puede distinguirse cerca del suelo. A estos fenómenos no se les considera tornados porque se forman cuando hay buen clima y no se asocian con nube alguna. Pueden, no obstante, causar ocasionalmente daños de consideración, especialmente en zonas áridas.[25] [61]
Remolino de fuego
Aquellas circulaciones que se desarrollan cerca de incendios forestales reciben el nombre de remolinos o torbellinos de fuego. No se les considera tornados salvo en el raro caso de que se conecten a una nube pyrocumulus o a otra nube cumuliforme sobre ellos. Los remolinos de fuego por lo general no son tan fuertes como los tornados relacionados con tormentas. Sin embargo, pueden causar daños considerables.[23][editar] Remolino de vapor
Un remolino de vapor, en inglés llamado steam devil («diablo de vapor») es un término que se utiliza para describir a una corriente ascendente en rotación que implica vapor o humo. Un remolino de vapor es muy raro, pero se forma principalmente a partir de humo emitido por las chimeneas de una central de energía. Las aguas termales y los desiertos también pueden ser zonas aptas para la formación de un remolino de vapor. Este fenómeno puede ocurrir sobre el agua, cuando el frío aire ártico se encuentra con agua relativamente cálida.[25]Intensidad y daño
En los Estados Unidos, el 80% de los tornados son clasificados como EF0 y EF1 (de T0 a T3). Cuanto mayor sea la intensidad de un rango, menor es su tasa de incidencia, pues menos de 1% son tornados violentos (EF4, T8 o más fuerte).[65] Fuera del Tornado Alley, y de Norteamérica en general, los tornados violentos son extremadamente raros. Aparentemente esto se debe más que nada al menor número de tornados en general que hay fuera de dicha región, ya que las investigaciones muestran que la distribución de los tornados según su intensidad es bastante similar a nivel mundial. Unos cuantos tornados de importancia ocurren cada año en Europa, áreas del centro-sur de Asia, porciones del sureste de Sudamérica y el sur de África.[66
Oye, no vale copiar y pegar de la wikipedia, que ni siquiera has quitado los "editar"
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