La energía térmica del océano actúa como acelerador de los ciclones tropicales. Esto hace que las regiones interiores sufran muchos menos daños por los ciclones que las regiones costeras, aunque los impactos de las inundaciones se sienten en todos los ámbitos. Los daños costeros pueden ser causados por fuertes vientos y lluvias, olas altas (debido a los vientos), mareas de tempestad (debido al viento y cambios severos de presión) y la posibilidad de generar tornados . El cambio climático afecta a los ciclones tropicales de varias maneras. Los científicos descubrieron que el cambio climático puede exacerbar el impacto de los ciclones tropicales al aumentar su duración, ocurrencia e intensidad debido al calentamiento de las aguas oceánicas y la intensificación del ciclo del agua . [2] [3]
Los ciclones tropicales absorben aire de una gran área y concentran el contenido de agua de ese aire en forma de precipitación sobre un área mucho más pequeña. Esta reposición de aire con humedad después de la lluvia puede causar lluvias extremadamente intensas durante varias horas o días hasta 40 km (25 mi) de la costa, mucho más allá de la cantidad de agua que la atmósfera local puede contener en un momento dado. Esto, a su vez, puede provocar inundaciones fluviales , inundaciones terrestres y un desbordamiento general de las estructuras locales de control del agua en una gran área.
Definición y terminología
Un ciclón tropical es el término genérico para un sistema de baja presión de escala sinóptica , no frontal y de núcleo cálido sobre aguas tropicales o subtropicales alrededor del mundo. [4] [5] Los sistemas generalmente tienen un centro bien definido que está rodeado por una convección atmosférica profunda y una circulación de viento cerrada en la superficie. [4] Por lo general, se considera que un ciclón tropical se ha formado cuando se observan vientos superficiales medios superiores a 35 nudos (65 km/h; 40 mph). [1] Se supone en esta etapa que un ciclón tropical se ha vuelto autosuficiente y puede continuar intensificándose sin ninguna ayuda de su entorno. [1]
Dependiendo de su ubicación y fuerza, un ciclón tropical recibe diferentes nombres, entre ellos huracán , tifón , tormenta tropical , tormenta ciclónica , depresión tropical o simplemente ciclón . Un huracán es un ciclón tropical fuerte que se produce en el océano Atlántico o el noreste del océano Pacífico , y un tifón se produce en el noroeste del océano Pacífico. En el océano Índico y el Pacífico Sur, las tormentas comparables se denominan "ciclones tropicales", y dichas tormentas en el océano Índico también pueden llamarse "tormentas ciclónicas severas".
Los ciclones tropicales tienden a desarrollarse durante el verano, pero se han observado en casi todos los meses en la mayoría de las cuencas de ciclones tropicales . Los ciclones tropicales a ambos lados del Ecuador generalmente tienen su origen en la Zona de Convergencia Intertropical , donde los vientos soplan desde el noreste o el sureste. [6] Dentro de esta amplia área de baja presión, el aire se calienta sobre el cálido océano tropical y se eleva en parcelas discretas, lo que provoca la formación de lluvias tormentosas. [6] Estas lluvias se disipan bastante rápido; sin embargo, pueden agruparse en grandes grupos de tormentas eléctricas. [6] Esto crea un flujo de aire cálido, húmedo y que se eleva rápidamente, que comienza a rotar ciclónicamente a medida que interactúa con la rotación de la Tierra. [6]
Se requieren varios factores para que estas tormentas eléctricas se desarrollen aún más, incluidas las temperaturas de la superficie del mar de alrededor de 27 °C (81 °F) y una baja cizalladura vertical del viento que rodea el sistema, [6] [7] inestabilidad atmosférica, alta humedad en los niveles inferiores a medios de la troposfera , suficiente fuerza de Coriolis para desarrollar un centro de baja presión y un foco o perturbación de bajo nivel preexistente. [7]
Existe un límite en la intensidad de los ciclones tropicales que está fuertemente relacionado con las temperaturas del agua a lo largo de su trayectoria. [8] y la divergencia de nivel superior. [9]
Un promedio de 86 ciclones tropicales de intensidad de tormenta tropical se forman anualmente en todo el mundo. De ellos, 47 alcanzan una fuerza superior a 119 km/h (74 mph), y 20 se convierten en ciclones tropicales intensos, de al menos intensidad de categoría 3 en la escala Saffir-Simpson . [10]
Las oscilaciones climáticas como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) y la oscilación Madden-Julian modulan el tiempo y la frecuencia del desarrollo de ciclones tropicales. [11] [12] [13] [14] Las ondas de Rossby pueden ayudar en la formación de un nuevo ciclón tropical diseminando la energía de una tormenta madura existente. [15] [16] Las ondas de Kelvin pueden contribuir a la formación de ciclones tropicales regulando el desarrollo de los vientos del oeste . [17] La formación de ciclones generalmente se reduce 3 días antes de la cresta de la ola y aumenta durante los 3 días posteriores. [18]
Regiones de formación y centros de alerta
La mayoría de los ciclones tropicales se forman cada año en una de siete cuencas de ciclones tropicales, que son monitoreadas por una variedad de servicios meteorológicos y centros de alerta. [1] Diez de estos centros de alerta en todo el mundo están designados como Centro Meteorológico Especializado Regional o Centro de Alerta de Ciclones Tropicales por el programa de ciclones tropicales de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). [1] Estos centros de alerta emiten avisos que brindan información básica y cubren la presencia de un sistema, la posición pronosticada, el movimiento y la intensidad, en sus áreas de responsabilidad designadas. [1]
Los servicios meteorológicos de todo el mundo son generalmente responsables de emitir alertas para su propio país. Hay excepciones, ya que el Centro Nacional de Huracanes de los Estados Unidos y el Servicio Meteorológico de Fiji emiten alertas, vigilancias y advertencias para varias naciones insulares en sus áreas de responsabilidad. [1] [23] El Centro Conjunto de Advertencia de Tifones y el Centro Meteorológico de la Flota de los Estados Unidos también emiten advertencias públicas sobre ciclones tropicales en nombre del Gobierno de los Estados Unidos . [1] El Centro Hidrográfico de la Marina de Brasil nombra ciclones tropicales del Atlántico Sur , sin embargo, el Atlántico Sur no es una cuenca importante, y no es una cuenca oficial según la OMM. [24]
Interacciones con el clima
Cada año, en promedio, se forman alrededor de 80 a 90 ciclones tropicales con nombre en todo el mundo, de los cuales más de la mitad desarrollan vientos con fuerza de huracán de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) o más. [1] A nivel mundial, la actividad de ciclones tropicales alcanza su pico a fines del verano, cuando la diferencia entre las temperaturas en altura y las temperaturas de la superficie del mar es mayor. Sin embargo, cada cuenca en particular tiene sus propios patrones estacionales. A escala mundial, mayo es el mes menos activo, mientras que septiembre es el mes más activo. Noviembre es el único mes en el que todas las cuencas de ciclones tropicales están en temporada. [25]
En el Océano Atlántico Norte , hay una temporada de ciclones bien definida que va del 1 de junio al 30 de noviembre, con un pico máximo desde finales de agosto hasta septiembre. [25] El pico estadístico de la temporada de huracanes en el Atlántico es el 10 de septiembre. [26]
El océano Pacífico nororiental tiene un período de actividad más amplio, pero en un marco temporal similar al del Atlántico. [26] El Pacífico noroccidental ve ciclones tropicales durante todo el año, con un mínimo en febrero y marzo y un pico a principios de septiembre. [25] En la cuenca del norte de la India, las tormentas son más comunes de abril a diciembre, con picos en mayo y noviembre. [25] En el hemisferio sur, el año de ciclones tropicales comienza el 1 de julio y se extiende durante todo el año abarcando las temporadas de ciclones tropicales, que van desde el 1 de noviembre hasta fines de abril, con picos a mediados de febrero hasta principios de marzo. [25] [23]
De los diversos modos de variabilidad del sistema climático, El Niño-Oscilación del Sur es el que tiene el mayor efecto sobre la actividad de los ciclones tropicales. [27] La mayoría de los ciclones tropicales se forman en el lado de la dorsal subtropical más cercano al ecuador, luego se desplazan hacia los polos más allá del eje de la dorsal antes de volver a la curvatura en el cinturón principal de los vientos del oeste . [28] Cuando la posición de la dorsal subtropical cambia debido a El Niño, también lo hacen las trayectorias preferidas de los ciclones tropicales. Las áreas al oeste de Japón y Corea tienden a experimentar muchos menos impactos de ciclones tropicales en septiembre-noviembre durante El Niño y años neutrales. [29]
Durante los años de La Niña , la formación de ciclones tropicales, junto con la posición de la dorsal subtropical, se desplaza hacia el oeste a través del Océano Pacífico occidental, lo que aumenta la amenaza de tocar tierra en China y una intensidad mucho mayor en Filipinas . [29] El Océano Atlántico experimenta una actividad deprimida debido al aumento de la cizalladura vertical del viento en toda la región durante los años de El Niño. [30] Los ciclones tropicales se ven influenciados además por el Modo Meridional Atlántico, la Oscilación Cuasi-bienal y la Oscilación Madden-Julian . [27] [31]
Influencia del cambio climático
El promedio de 20 años del número de huracanes anuales de categorías 4 y 5 en la región del Atlántico se ha duplicado aproximadamente desde el año 2000. [36]Las percepciones en los Estados Unidos difieren según líneas políticas sobre si el cambio climático fue un "factor importante" que contribuyó a varios eventos climáticos extremos experimentados por los encuestados en 2023. [37] Las "tormentas severas" incluyen huracanes.
El cambio climático puede afectar a los ciclones tropicales de diversas maneras: una intensificación de las precipitaciones y la velocidad del viento, una disminución de la frecuencia general, un aumento de la frecuencia de tormentas muy intensas y una extensión hacia los polos de donde los ciclones alcanzan su máxima intensidad son algunas de las posibles consecuencias del cambio climático inducido por el hombre. [2] Los ciclones tropicales utilizan aire cálido y húmedo como combustible. A medida que el cambio climático aumenta las temperaturas de los océanos , potencialmente hay más de este combustible disponible. [38]
Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superior en la escala Saffir-Simpson . La tendencia fue más clara en el Atlántico Norte y en el Océano Índico Sur. En el Pacífico Norte, los ciclones tropicales se han estado moviendo hacia los polos en aguas más frías y no hubo un aumento en la intensidad durante este período. [39] Con un calentamiento de 2 °C (3,6 °F), se espera que un mayor porcentaje (+13%) de ciclones tropicales alcancen la fuerza de las categorías 4 y 5. [2] Un estudio de 2019 indica que el cambio climático ha estado impulsando la tendencia observada de rápida intensificación de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico. Los ciclones que se intensifican rápidamente son difíciles de pronosticar y, por lo tanto, plantean un riesgo adicional para las comunidades costeras. [40]
El aire más cálido puede contener más vapor de agua: el contenido máximo teórico de vapor de agua viene dado por la relación de Clausius-Clapeyron , que produce un aumento de ≈7% en el vapor de agua en la atmósfera por cada 1 °C (1,8 °F) de calentamiento. [41] [42] Todos los modelos que se evaluaron en un artículo de revisión de 2019 muestran un aumento futuro de las tasas de lluvia. [2] El aumento adicional del nivel del mar aumentará los niveles de marejadas ciclónicas. [43] [44] Es plausible que las olas de viento extremas aumenten como consecuencia de los cambios en los ciclones tropicales, lo que agrava aún más los peligros de las marejadas ciclónicas para las comunidades costeras. [45] Se proyecta que los efectos compuestos de las inundaciones, las marejadas ciclónicas y las inundaciones terrestres (ríos) aumentarán debido al calentamiento global . [44]
Actualmente no hay consenso sobre cómo afectará el cambio climático a la frecuencia general de los ciclones tropicales. [2] La mayoría de los modelos climáticos muestran una frecuencia reducida en las proyecciones futuras. [45] Por ejemplo, un artículo de 2020 que compara nueve modelos climáticos de alta resolución encontró disminuciones robustas en la frecuencia en el Océano Índico meridional y el Hemisferio Sur en general, mientras que encontró señales mixtas para los ciclones tropicales del Hemisferio Norte. [46] Las observaciones han mostrado pocos cambios en la frecuencia general de los ciclones tropicales en todo el mundo, [47] con una mayor frecuencia en el Atlántico Norte y el Pacífico central, y disminuciones significativas en el Océano Índico meridional y el Pacífico Norte occidental. [48]
Se ha producido una expansión hacia los polos de la latitud en la que se produce la intensidad máxima de los ciclones tropicales, lo que puede estar asociado con el cambio climático. [49] En el Pacífico Norte, también puede haberse producido una expansión hacia el este. [43] Entre 1949 y 2016, se produjo una desaceleración de la velocidad de traslación de los ciclones tropicales. Todavía no está claro en qué medida esto puede atribuirse al cambio climático: no todos los modelos climáticos muestran esta característica. [45]
Un artículo de revisión de estudios de 2021 concluyó que el rango geográfico de los ciclones tropicales probablemente se expandirá hacia los polos en respuesta al calentamiento climático de la circulación de Hadley . [50]
Intensidad
La intensidad de los ciclones tropicales se basa en la velocidad y la presión del viento. Las relaciones entre los vientos y la presión se utilizan a menudo para determinar la intensidad de una tormenta. [51] Las escalas de ciclones tropicales , como la escala de vientos de huracanes de Saffir-Simpson y la escala de Australia (Bureau of Meteorology), solo utilizan la velocidad del viento para determinar la categoría de una tormenta. [52] [53] La tormenta más intensa registrada es el tifón Tip en el noroeste del océano Pacífico en 1979, que alcanzó una presión mínima de 870 hPa (26 inHg ) y velocidades máximas sostenidas del viento de 165 nudos (85 m/s; 305 km/h; 190 mph). [54] La velocidad máxima sostenida del viento más alta jamás registrada fue de 185 nudos (95 m/s; 345 km/h; 215 mph) en el huracán Patricia en 2015, el ciclón más intenso jamás registrado en el hemisferio occidental . [55]
Factores que influyen en la intensidad
Las temperaturas cálidas de la superficie del mar son necesarias para que los ciclones tropicales se formen y se fortalezcan. El rango de temperatura mínima comúnmente aceptado para que esto ocurra es de 26 a 27 °C (79 a 81 °F), sin embargo, múltiples estudios han propuesto un mínimo más bajo de 25,5 °C (77,9 °F). [56] [57] Las temperaturas más altas de la superficie del mar dan como resultado tasas de intensificación más rápidas y, a veces, incluso una intensificación rápida . [58] El alto contenido de calor del océano , también conocido como potencial de calor del ciclón tropical , permite que las tormentas alcancen una mayor intensidad. [59] La mayoría de los ciclones tropicales que experimentan una intensificación rápida atraviesan regiones de alto contenido de calor del océano en lugar de valores más bajos. [60] Los altos valores de contenido de calor del océano pueden ayudar a compensar el enfriamiento oceánico causado por el paso de un ciclón tropical, limitando el efecto que este enfriamiento tiene sobre la tormenta. [61] Los sistemas que se mueven más rápido pueden intensificarse a intensidades más altas con valores de contenido de calor del océano más bajos. Los sistemas de movimiento más lento requieren valores más elevados de contenido de calor del océano para lograr la misma intensidad. [60]
El paso de un ciclón tropical sobre el océano hace que las capas superiores del océano se enfríen sustancialmente, un proceso conocido como afloramiento [62] , que puede influir negativamente en el desarrollo posterior del ciclón. Este enfriamiento es causado principalmente por la mezcla impulsada por el viento de agua fría de las profundidades del océano con las aguas cálidas de la superficie. Este efecto da como resultado un proceso de retroalimentación negativa que puede inhibir un mayor desarrollo o conducir al debilitamiento. El enfriamiento adicional puede venir en forma de agua fría de las gotas de lluvia que caen (esto se debe a que la atmósfera es más fría a mayores altitudes). La capa de nubes también puede desempeñar un papel en el enfriamiento del océano, al proteger la superficie del océano de la luz solar directa antes y ligeramente después del paso de la tormenta. Todos estos efectos pueden combinarse para producir una caída dramática en la temperatura de la superficie del mar en un área grande en solo unos pocos días [63] . Por el contrario, la mezcla del mar puede dar como resultado que el calor se inserte en aguas más profundas, con posibles efectos en el clima global [64] .
La cizalladura vertical del viento disminuye la predictibilidad de los ciclones tropicales, y las tormentas muestran una amplia gama de respuestas en presencia de cizalladura. [65] La cizalladura del viento a menudo afecta negativamente la intensificación de los ciclones tropicales al desplazar la humedad y el calor del centro de un sistema. [66] Los niveles bajos de cizalladura vertical del viento son los más óptimos para el fortalecimiento, mientras que la cizalladura más fuerte del viento induce el debilitamiento. [67] [68] El aire seco arrastrado hacia el núcleo de un ciclón tropical tiene un efecto negativo en su desarrollo e intensidad al disminuir la convección atmosférica e introducir asimetrías en la estructura de la tormenta. [69] [70] [71] El flujo de salida simétrico y fuerte conduce a una tasa más rápida de intensificación que la observada en otros sistemas al mitigar la cizalladura local del viento. [72] [73] [74] El debilitamiento del flujo de salida está asociado con el debilitamiento de las bandas de lluvia dentro de un ciclón tropical. [75] Los ciclones tropicales aún pueden intensificarse, incluso rápidamente, en presencia de cizalladura del viento moderada o fuerte dependiendo de la evolución y estructura de la convección de la tormenta. [76] [77]
El tamaño de los ciclones tropicales juega un papel en la rapidez con la que se intensifican. Los ciclones tropicales más pequeños son más propensos a una intensificación rápida que los más grandes. [78] El efecto Fujiwhara , que implica la interacción entre dos ciclones tropicales, puede debilitar y, en última instancia, dar como resultado la disipación del más débil de los dos ciclones tropicales al reducir la organización de la convección del sistema e impartir cizalladura horizontal del viento. [79] Los ciclones tropicales normalmente se debilitan mientras están situados sobre una masa de tierra porque las condiciones suelen ser desfavorables como resultado de la falta de fuerza oceánica. [80] El efecto del océano Brown puede permitir que un ciclón tropical mantenga o aumente su intensidad después de tocar tierra , en los casos en que ha habido abundantes lluvias, a través de la liberación de calor latente del suelo saturado. [81] La elevación orográfica puede causar un aumento significativo en la intensidad de la convección de un ciclón tropical cuando su ojo se mueve sobre una montaña, rompiendo la capa límite cubierta que lo había estado restringiendo. [82] Las corrientes en chorro pueden tanto aumentar como inhibir la intensidad de los ciclones tropicales al influir en la salida de la tormenta, así como en la cizalladura vertical del viento. [83] [84]
Intensificación rápida
En ocasiones, los ciclones tropicales pueden experimentar un proceso conocido como intensificación rápida, un período en el que los vientos máximos sostenidos de un ciclón tropical aumentan en 30 nudos (56 km/h; 35 mph) o más en 24 horas. [85] De manera similar, la profundización rápida en los ciclones tropicales se define como una disminución mínima de la presión superficial del mar de 1,75 hPa (0,052 inHg) por hora o 42 hPa (1,2 inHg) en un período de 24 horas; la profundización explosiva ocurre cuando la presión superficial disminuye en 2,5 hPa (0,074 inHg) por hora durante al menos 12 horas o 5 hPa (0,15 inHg) por hora durante al menos 6 horas. [86]
Para que se produzca una intensificación rápida, deben darse varias condiciones. La temperatura del agua debe ser extremadamente alta, cercana o superior a 30 °C (86 °F), y el agua de esta temperatura debe ser lo suficientemente profunda como para que las olas no hagan que las aguas más frías suban a la superficie. Por otra parte, el potencial térmico de los ciclones tropicales es uno de esos parámetros oceanográficos subterráneos no convencionales que influyen en la intensidad de los ciclones . [87]
La cizalladura del viento debe ser baja. Cuando la cizalladura del viento es alta, la convección y la circulación en el ciclón se verán alteradas. Por lo general, también debe estar presente un anticiclón en las capas superiores de la troposfera por encima de la tormenta: para que se desarrollen presiones superficiales extremadamente bajas, el aire debe ascender muy rápidamente en la pared del ojo de la tormenta, y un anticiclón de nivel superior ayuda a canalizar este aire lejos del ciclón de manera eficiente. [87] Sin embargo, algunos ciclones como el huracán Epsilon se han intensificado rápidamente a pesar de las condiciones relativamente desfavorables. [88] [89]
Existen varias formas en las que un ciclón tropical puede debilitarse, disiparse o perder sus características tropicales, como tocar tierra, desplazarse sobre aguas más frías, encontrarse con aire seco o interactuar con otros sistemas meteorológicos; sin embargo, una vez que un sistema se ha disipado o ha perdido sus características tropicales, sus restos podrían regenerar un ciclón tropical si las condiciones ambientales se vuelven favorables. [90] [91]
Un ciclón tropical puede disiparse cuando se mueve sobre aguas significativamente más frías que 26,5 °C (79,7 °F). Esto privará a la tormenta de características tropicales tales como un núcleo cálido con tormentas eléctricas cerca del centro, de modo que se convierta en un área de baja presión remanente . Los sistemas remanentes pueden persistir durante varios días antes de perder su identidad. Este mecanismo de disipación es más común en el Pacífico Norte oriental. El debilitamiento o la disipación también pueden ocurrir si una tormenta experimenta cizalladura vertical del viento que hace que la convección y el motor térmico se alejen del centro. Esto normalmente detiene el desarrollo de un ciclón tropical. [92] Además, su interacción con el cinturón principal de los vientos del oeste , mediante la fusión con una zona frontal cercana, puede hacer que los ciclones tropicales evolucionen a ciclones extratropicales . Esta transición puede tardar entre 1 y 3 días. [93]
Si un ciclón tropical toca tierra o pasa sobre una isla, su circulación podría comenzar a descomponerse, especialmente si se topa con terreno montañoso. [94] Cuando un sistema toca tierra en una gran masa de tierra, se ve privado de su suministro de aire marítimo cálido y húmedo y comienza a atraer aire continental seco. [94] Esto, combinado con el aumento de la fricción sobre las áreas terrestres, conduce al debilitamiento y disipación del ciclón tropical. [94] Sobre un terreno montañoso, un sistema puede debilitarse rápidamente. Sobre áreas llanas, puede durar entre dos y tres días antes de que la circulación se descomponga y se disipe. [94]
A lo largo de los años, se han considerado varias técnicas para intentar modificar artificialmente los ciclones tropicales. [95] Estas técnicas han incluido el uso de armas nucleares , enfriar el océano con icebergs, alejar la tormenta de la tierra con ventiladores gigantes y sembrar tormentas seleccionadas con hielo seco o yoduro de plata . [95] Estas técnicas, sin embargo, no tienen en cuenta la duración, la intensidad, la potencia o el tamaño de los ciclones tropicales. [95]
Métodos para evaluar la intensidad
Para evaluar la intensidad de un ciclón tropical se utilizan diversos métodos o técnicas, incluidos los de superficie, los satelitales y los aéreos. Los aviones de reconocimiento vuelan alrededor y a través de los ciclones tropicales, equipados con instrumentos especializados, para recopilar información que se puede utilizar para determinar los vientos y la presión de un sistema. [1] Los ciclones tropicales poseen vientos de diferentes velocidades a diferentes alturas. Los vientos registrados a nivel de vuelo se pueden convertir para encontrar las velocidades del viento en la superficie. [96] Las observaciones de superficie, como los informes de barcos, las estaciones terrestres, los mesonetes , las estaciones costeras y las boyas, pueden proporcionar información sobre la intensidad de un ciclón tropical o la dirección en la que viaja. [1]
Las relaciones viento-presión (WPR, por sus siglas en inglés) se utilizan como una forma de determinar la presión de una tormenta en función de su velocidad del viento. Se han propuesto varios métodos y ecuaciones diferentes para calcular las WPR. [97] [98] Cada agencia de ciclones tropicales utiliza su propia WPR fija, lo que puede generar imprecisiones entre agencias que emiten estimaciones en el mismo sistema. [98] El ASCAT es un dispersómetro utilizado por los satélites MetOp para mapear los vectores del campo de viento de los ciclones tropicales. [1] El SMAP utiliza un canal radiómetro de banda L para determinar las velocidades del viento de los ciclones tropicales en la superficie del océano, y ha demostrado ser confiable a intensidades más altas y en condiciones de fuertes lluvias, a diferencia de los instrumentos basados en dispersómetros y otros instrumentos basados en radiómetros. [99]
La técnica Dvorak desempeña un papel importante tanto en la clasificación de un ciclón tropical como en la determinación de su intensidad. Utilizado en los centros de alerta, el método fue desarrollado por Vernon Dvorak en la década de 1970 y utiliza imágenes satelitales tanto visibles como infrarrojas para evaluar la intensidad de los ciclones tropicales. La técnica Dvorak utiliza una escala de "números T", que se escala en incrementos de 0,5 desde T1.0 a T8.0. Cada número T tiene una intensidad asignada, y los números T más altos indican un sistema más fuerte. Los pronosticadores evalúan los ciclones tropicales de acuerdo con una serie de patrones, que incluyen características de bandas curvas , cizalladura, nubosidad densa central y ojo, para determinar el número T y, por lo tanto, evaluar la intensidad de la tormenta. [100]
El Instituto Cooperativo de Estudios Satelital Meteorológicos trabaja para desarrollar y mejorar los métodos satelitales automatizados, como la Técnica Avanzada Dvorak (ADT) y SATCON. La ADT, utilizada por un gran número de centros de pronóstico, utiliza imágenes satelitales geoestacionarias infrarrojas y un algoritmo basado en la técnica Dvorak para evaluar la intensidad de los ciclones tropicales. La ADT tiene una serie de diferencias con la técnica Dvorak convencional, incluidos cambios en las reglas de restricción de intensidad y el uso de imágenes de microondas para basar la intensidad de un sistema en su estructura interna, lo que evita que la intensidad se estabilice antes de que emerja un ojo en las imágenes infrarrojas. [101] La SATCON pondera las estimaciones de varios sistemas basados en satélites y sondas de microondas , teniendo en cuenta las fortalezas y fallas de cada estimación individual, para producir una estimación de consenso de la intensidad de un ciclón tropical que puede ser más confiable que la técnica Dvorak en ocasiones. [102] [103]
Métricas de intensidad
Se utilizan múltiples métricas de intensidad, entre ellas la energía ciclónica acumulada (ACE), el índice de oleada de huracanes, el índice de severidad de huracanes , el índice de disipación de potencia (PDI) y la energía cinética integrada (IKE). El ACE es una métrica de la energía total que un sistema ha ejercido a lo largo de su vida útil. El ACE se calcula sumando los cuadrados de la velocidad sostenida del viento de un ciclón, cada seis horas, siempre que el sistema tenga o supere la intensidad de una tormenta tropical y sea tropical o subtropical. [104] El cálculo del PDI es similar en naturaleza al ACE, con la principal diferencia de que las velocidades del viento se elevan al cubo en lugar de al cuadrado. [105]
El índice de marejada ciclónica es una métrica del daño potencial que una tormenta puede infligir a través de la marejada ciclónica. Se calcula elevando al cuadrado el dividendo de la velocidad del viento de la tormenta y un valor climatológico (33 m/s o 74 mph), y luego multiplicando esa cantidad por el dividendo del radio de los vientos con fuerza de huracán y su valor climatológico (96,6 km o 60,0 mi). Esto se puede representar en forma de ecuación como:
donde es la velocidad del viento de la tormenta y es el radio de los vientos con fuerza de huracán. [106] El índice de severidad de huracanes es una escala que puede asignar hasta 50 puntos a un sistema; hasta 25 puntos provienen de la intensidad, mientras que los otros 25 provienen del tamaño del campo de viento de la tormenta. [107] El modelo IKE mide la capacidad destructiva de un ciclón tropical a través de vientos, olas y oleaje. Se calcula como:
donde es la densidad del aire, es un valor sostenido de la velocidad del viento en la superficie y es el elemento de volumen . [107] [108]
En todo el mundo, los ciclones tropicales se clasifican de diferentes maneras, según la ubicación ( cuencas de ciclones tropicales ), la estructura del sistema y su intensidad. Por ejemplo, dentro de las cuencas del Atlántico Norte y del Pacífico Oriental, un ciclón tropical con velocidades del viento de más de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) se denomina huracán , mientras que se denomina tifón o tormenta ciclónica severa dentro de los océanos Pacífico Occidental o Índico Norte. [19] [20] [21] Cuando un huracán pasa al oeste a través de la Línea Internacional de Cambio de Fecha en el Hemisferio Norte, se lo conoce como tifón. Esto sucedió en 2014 con el huracán Genevieve , que se convirtió en el tifón Genevieve. [109]
En el hemisferio sur, se le denomina huracán, ciclón tropical o ciclón tropical severo, dependiendo de si se encuentra en el Atlántico Sur, el Océano Índico Suroccidental, la región australiana o el Océano Pacífico Sur. [22] [23] Los descriptores de los ciclones tropicales con velocidades del viento inferiores a 65 nudos (120 km/h; 75 mph) varían según la cuenca ciclónica tropical y pueden subdividirse en categorías como "tormenta tropical", "tormenta ciclónica", "depresión tropical" o "depresión profunda". [20] [21] [19]
Nombramiento
La práctica de usar nombres propios para identificar ciclones tropicales data de fines del siglo XIX y principios del siglo XX y gradualmente reemplazó al sistema existente, que simplemente nombraba ciclones según lo que golpeaban. [110] [111] El sistema que se usa actualmente proporciona una identificación positiva de sistemas meteorológicos severos en una forma breve, que es fácilmente entendida y reconocida por el público. [110] [111] El crédito por el primer uso de nombres personales para sistemas meteorológicos generalmente se le da al meteorólogo del gobierno de Queensland Clement Wragge , quien nombró sistemas entre 1887 y 1907. [110] [111] Este sistema de nombrar sistemas meteorológicos cayó en desuso durante varios años después de que Wragge se jubilara, hasta que fue revivido en la última parte de la Segunda Guerra Mundial para el Pacífico Occidental. [110] [111] Posteriormente se introdujeron esquemas de nombres formales para las cuencas del Atlántico Norte y Sur, el Pacífico Oriental, Central, Occidental y Sur, así como para la región australiana y el Océano Índico. [111]
En la actualidad, los ciclones tropicales reciben un nombre oficial de uno de los doce servicios meteorológicos y conservan sus nombres durante toda su existencia para facilitar la comunicación entre los pronosticadores y el público en general con respecto a los pronósticos, las alertas y las advertencias. [110] Dado que los sistemas pueden durar una semana o más, y puede haber más de uno ocurriendo en la misma cuenca al mismo tiempo, se cree que los nombres reducen la confusión sobre qué tormenta se está describiendo. [110] Los nombres se asignan en orden a partir de listas predeterminadas con velocidades de viento sostenidas de uno, tres o diez minutos de más de 65 km/h (40 mph) según la cuenca de origen. [19] [21] [22]
Las normas varían de una cuenca a otra. Algunas depresiones tropicales reciben nombre en el Pacífico occidental. Los ciclones tropicales deben tener una cantidad significativa de vientos huracanados en su centro antes de que se les dé nombre en el hemisferio sur . [22] [23] Los nombres de los ciclones tropicales importantes en el océano Atlántico Norte, el océano Pacífico y la región australiana se retiran de las listas de nombres y se reemplazan por otro nombre. [19] [20] [23] Los centros de alerta que los monitorean asignan a los ciclones tropicales que se desarrollan en todo el mundo un código de identificación que consiste en un número de dos dígitos y una letra de sufijo. [23] [112]
Tipos de ciclones relacionados
Además de los ciclones tropicales, existen otras dos clases de ciclones dentro del espectro de tipos de ciclones. Estos tipos de ciclones, conocidos como ciclones extratropicales y ciclones subtropicales , pueden ser etapas por las que pasa un ciclón tropical durante su formación o disipación. [113] Un ciclón extratropical es una tormenta que obtiene energía de las diferencias de temperatura horizontales, que son típicas en latitudes más altas. Un ciclón tropical puede volverse extratropical a medida que se mueve hacia latitudes más altas si su fuente de energía cambia del calor liberado por la condensación a las diferencias de temperatura entre las masas de aire. Aunque no es tan frecuente, un ciclón extratropical puede transformarse en una tormenta subtropical y, de allí, en un ciclón tropical. [114] Desde el espacio, las tormentas extratropicales tienen un patrón de nubes característico en " forma de coma ". [115] Los ciclones extratropicales también pueden ser peligrosos cuando sus centros de baja presión causan vientos poderosos y mares agitados. [116]
Un ciclón subtropical es un sistema meteorológico que tiene algunas características de un ciclón tropical y algunas de un ciclón extratropical. Pueden formarse en una amplia franja de latitudes, desde el ecuador hasta los 50°. Aunque las tormentas subtropicales rara vez tienen vientos con fuerza de huracán, pueden adquirir naturaleza tropical a medida que sus núcleos se calientan. [117]
En el centro de un ciclón tropical maduro, el aire desciende en lugar de ascender. En el caso de una tormenta lo suficientemente fuerte, el aire puede descender sobre una capa lo suficientemente profunda como para suprimir la formación de nubes, creando así un " ojo " claro. El clima en el ojo normalmente es tranquilo y libre de nubes convectivas , aunque el mar puede ser extremadamente violento. [118] El ojo normalmente es circular y tiene un diámetro típico de 30 a 65 km (19 a 40 mi), aunque se han observado ojos tan pequeños como 3 km (1,9 mi) y tan grandes como 370 km (230 mi). [119] [120]
El borde exterior nublado del ojo se denomina "pared del ojo". La pared del ojo generalmente se expande hacia afuera con la altura, asemejándose a un estadio de fútbol; este fenómeno a veces se conoce como el " efecto estadio ". [120] La pared del ojo es donde se encuentran las mayores velocidades del viento, el aire se eleva más rápidamente, las nubes alcanzan su altitud máxima y las precipitaciones son más intensas. El daño más intenso del viento ocurre donde la pared del ojo de un ciclón tropical pasa sobre la tierra. [118]
En una tormenta más débil, el ojo puede quedar oscurecido por la densa capa nublada central , que es el escudo de cirros de nivel superior que está asociado con un área concentrada de fuerte actividad de tormenta eléctrica cerca del centro de un ciclón tropical. [121]
La pared del ojo puede variar con el tiempo en forma de ciclos de reemplazo de la pared del ojo , particularmente en ciclones tropicales intensos. Las bandas de lluvia externas pueden organizarse en un anillo exterior de tormentas eléctricas que se mueve lentamente hacia adentro, lo que se cree que priva a la pared del ojo principal de humedad y momento angular . Cuando la pared del ojo principal se debilita, el ciclón tropical se debilita temporalmente. La pared del ojo exterior eventualmente reemplaza a la principal al final del ciclo, momento en el que la tormenta puede regresar a su intensidad original. [122]
Tamaño
Aunque el gran tamaño de un huracán no implica fuerza (que se basa en mediciones sostenidas del viento), puede significar que más personas están expuestas a sus peligros. [124]
Existe una variedad de métricas que se utilizan comúnmente para medir el tamaño de las tormentas. Las métricas más comunes incluyen el radio del viento máximo, el radio del viento de 34 nudos (17 m/s; 63 km/h; 39 mph) (es decir, fuerza de vendaval ), el radio de la isobara cerrada más externa ( ROCI ) y el radio del viento que desaparece. [125] [126] Una métrica adicional es el radio en el que el campo de vorticidad relativa del ciclón disminuye a 1×10 −5 s −1 . [120]
En la Tierra, los ciclones tropicales abarcan una amplia gama de tamaños, desde 100 a 2000 km (62 a 1243 mi) medidos por el radio del viento que desaparece. Son más grandes en promedio en la cuenca del océano Pacífico noroccidental y más pequeños en la cuenca del océano Pacífico nororiental. [127] Si el radio de la isobara cerrada más externa es menor a dos grados de latitud (222 km (138 mi)), entonces el ciclón es "muy pequeño" o "enano". Un radio de 3 a 6 grados de latitud (333 a 670 km (207 a 416 mi)) se considera de "tamaño promedio". Los ciclones tropicales "muy grandes" tienen un radio de más de 8 grados (888 km (552 mi)). [123] Las observaciones indican que el tamaño solo está débilmente correlacionado con variables como la intensidad de la tormenta (es decir, la velocidad máxima del viento), el radio del viento máximo, la latitud y la intensidad potencial máxima. [126] [127] El tifón Tip es el ciclón más grande registrado, con vientos con fuerza de tormenta tropical de 2170 km (1350 mi) de diámetro. La tormenta más pequeña registrada es la tormenta tropical Marco de 2008 , que generó vientos con fuerza de tormenta tropical de solo 37 km (23 mi) de diámetro. [128]
Movimiento
El movimiento de un ciclón tropical (es decir, su "trayectoria") se suele aproximar como la suma de dos términos: "dirección" por el viento ambiental de fondo y "deriva beta". [129] Algunos ciclones tropicales pueden moverse a través de grandes distancias, como el huracán John , el segundo ciclón tropical de mayor duración registrado, que recorrió 13.280 km (8.250 mi), la trayectoria más larga de cualquier ciclón tropical del hemisferio norte , durante sus 31 días de vida útil en 1994. [130] [131] [132]
Dirección ambiental
La dirección ambiental es la principal influencia en el movimiento de los ciclones tropicales. [133] Representa el movimiento de la tormenta debido a los vientos predominantes y otras condiciones ambientales más amplias, similar a "hojas arrastradas por un arroyo". [134]
Físicamente, los vientos, o el campo de flujo, en las proximidades de un ciclón tropical pueden tratarse como si tuvieran dos partes: el flujo asociado con la tormenta en sí y el flujo de fondo a gran escala del entorno. [133] Los ciclones tropicales pueden tratarse como máximos locales de vorticidad suspendidos dentro del flujo de fondo a gran escala del entorno. [135] De esta manera, el movimiento del ciclón tropical puede representarse en primer orden como advección de la tormenta por el flujo ambiental local . [136] Este flujo ambiental se denomina "flujo de dirección" y es la influencia dominante en el movimiento del ciclón tropical. [133] La fuerza y la dirección del flujo de dirección pueden aproximarse como una integración vertical de los vientos que soplan horizontalmente en las proximidades del ciclón, ponderados por la altitud a la que se producen esos vientos. Debido a que los vientos pueden variar con la altura, determinar el flujo de dirección con precisión puede ser difícil.
La altitud de presión en la que los vientos de fondo están más correlacionados con el movimiento de un ciclón tropical se conoce como "nivel de dirección". [135] El movimiento de los ciclones tropicales más fuertes está más correlacionado con el flujo de fondo promediado a lo largo de una porción más gruesa de la troposfera en comparación con los ciclones tropicales más débiles cuyo movimiento está más correlacionado con el flujo de fondo promediado a lo largo de una extensión más estrecha de la troposfera inferior. [137] Cuando hay cizalladura del viento y liberación de calor latente , los ciclones tropicales tienden a moverse hacia regiones donde la vorticidad potencial aumenta más rápidamente. [138]
Climatológicamente, los ciclones tropicales son dirigidos principalmente hacia el oeste por los vientos alisios de este a oeste en el lado ecuatorial de la dorsal subtropical , un área persistente de alta presión sobre los océanos subtropicales del mundo. [134] En los océanos tropicales Atlántico Norte y Pacífico Noreste, los vientos alisios dirigen las ondas tropicales del este hacia el oeste desde la costa africana hacia el mar Caribe, América del Norte y, finalmente, hacia el océano Pacífico central antes de que las ondas se amortigüen. [139] Estas ondas son las precursoras de muchos ciclones tropicales dentro de esta región. [140] Por el contrario, en el océano Índico y el Pacífico occidental en ambos hemisferios, la ciclogénesis tropical está menos influenciada por las ondas tropicales del este y más por el movimiento estacional de la zona de convergencia intertropical y la vaguada monzónica . [141] Otros sistemas meteorológicos como las vaguadas de latitudes medias y los amplios giros monzónicos también pueden influir en el movimiento de los ciclones tropicales modificando el flujo de dirección. [137] [142]
Deriva beta
Además de la dirección ambiental, un ciclón tropical tenderá a desplazarse hacia los polos y el oeste, un movimiento conocido como "deriva beta". [143] Este movimiento se debe a la superposición de un vórtice, como un ciclón tropical, sobre un entorno en el que la fuerza de Coriolis varía con la latitud, como en una esfera o plano beta . [144] La magnitud del componente del movimiento del ciclón tropical asociado con la deriva beta varía entre 1 y 3 m/s (3,6 y 10,8 km/h; 2,2 y 6,7 mph) y tiende a ser mayor para ciclones tropicales más intensos y en latitudes más altas. Es inducido indirectamente por la propia tormenta como resultado de la retroalimentación entre el flujo ciclónico de la tormenta y su entorno. [145] [143]
Físicamente, la circulación ciclónica de la tormenta transporta aire ambiental hacia el polo al este del centro y hacia el oeste ecuatorial del centro. Debido a que el aire debe conservar su momento angular , esta configuración de flujo induce un giro ciclónico hacia el ecuador y el oeste del centro de la tormenta y un giro anticiclónico hacia el polo y el este del centro de la tormenta. El flujo combinado de estos giros actúa para transportar la tormenta lentamente hacia el polo y el oeste. Este efecto ocurre incluso si no hay flujo ambiental. [146] [147] Debido a una dependencia directa de la deriva beta en el momento angular, el tamaño de un ciclón tropical puede afectar la influencia de la deriva beta en su movimiento; la deriva beta imparte una mayor influencia en el movimiento de los ciclones tropicales más grandes que en el de los más pequeños. [148] [149]
Interacción entre múltiples tormentas
Un tercer componente del movimiento que ocurre con relativa poca frecuencia implica la interacción de múltiples ciclones tropicales. Cuando dos ciclones se aproximan entre sí, sus centros comenzarán a orbitar ciclónicamente alrededor de un punto entre los dos sistemas. Dependiendo de su distancia de separación y fuerza, los dos vórtices pueden simplemente orbitar uno alrededor del otro, o pueden girar en espiral hacia el punto central y fusionarse. Cuando los dos vórtices son de tamaño desigual, el vórtice más grande tenderá a dominar la interacción, y el vórtice más pequeño orbitará a su alrededor. Este fenómeno se llama efecto Fujiwhara, en honor a Sakuhei Fujiwhara . [150]
Interacción con los vientos del oeste de latitudes medias
Aunque un ciclón tropical se mueve típicamente de este a oeste en los trópicos, su trayectoria puede cambiar hacia los polos y hacia el este, ya sea a medida que se mueve al oeste del eje de la dorsal subtropical o si interactúa con el flujo de latitudes medias, como la corriente en chorro o un ciclón extratropical . Este movimiento, denominado " recurvatura ", ocurre comúnmente cerca del borde occidental de las principales cuencas oceánicas, donde la corriente en chorro normalmente tiene un componente hacia los polos y los ciclones extratropicales son comunes. [151] Un ejemplo de recurvatura de ciclón tropical fue el tifón Ioke en 2006. [152]
Efectos
Fenómenos naturales provocados o agravados por ciclones tropicales
Los ciclones tropicales en el mar causan grandes olas, fuertes lluvias , inundaciones y vientos fuertes, interrumpiendo el transporte marítimo internacional y, en ocasiones, causando naufragios. [153] Los ciclones tropicales agitan el agua, dejando una estela fría detrás de ellos, lo que hace que la región sea menos favorable para los ciclones tropicales posteriores. [63] En tierra, los vientos fuertes pueden dañar o destruir vehículos, edificios, puentes y otros objetos externos, convirtiendo los escombros sueltos en proyectiles voladores mortales. La marejada ciclónica , o el aumento del nivel del mar debido al ciclón, suele ser el peor efecto de los ciclones tropicales que tocan tierra, y históricamente resulta en el 90% de las muertes por ciclones tropicales. [154] El ciclón Mahina produjo la marejada ciclónica más alta registrada, 13 m (43 pies), en la bahía de Bathurst , Queensland , Australia , en marzo de 1899. [155]
Otros peligros oceánicos que producen los ciclones tropicales son las corrientes de resaca y la resaca . Estos peligros pueden ocurrir a cientos de kilómetros (cientos de millas) de distancia del centro de un ciclón, incluso si otras condiciones climáticas son favorables. [156] [157]
La amplia rotación de un ciclón tropical que toca tierra y la cizalladura vertical del viento en su periferia generan tornados . Los tornados también pueden generarse como resultado de mesovórtices de la pared del ojo , que persisten hasta tocar tierra. [158] El huracán Iván produjo 120 tornados , más que cualquier otro ciclón tropical. [159] La actividad de rayos se produce dentro de los ciclones tropicales. Esta actividad es más intensa dentro de las tormentas más fuertes y más cerca y dentro de la pared del ojo de la tormenta. [160] [161] Los ciclones tropicales pueden aumentar la cantidad de nevadas que experimenta una región al entregar humedad adicional. [162] Los incendios forestales pueden empeorar cuando una tormenta cercana aviva sus llamas con sus fuertes vientos. [163] [164]
Efectos sobre la propiedad y la vida humana
Consecuencias del huracán Ike en la península Bolívar, TexasLa cantidad de huracanes en el Atlántico que cuestan 1.000 millones de dólares casi se duplicó entre los años 1980 y 2010, y los costos ajustados por inflación se han multiplicado por más de once. [165] Los aumentos se han atribuido al cambio climático y a un mayor número de personas que se trasladan a zonas costeras. [165]
Los vientos y el agua de las tormentas pueden dañar o destruir viviendas, edificios y otras estructuras artificiales. [169] [170] Los ciclones tropicales destruyen la agricultura, matan ganado e impiden el acceso a los mercados tanto a compradores como a vendedores; ambos resultan en pérdidas financieras. [171] [172] [173] Los ciclones poderosos que tocan tierra , que se desplazan desde el océano a la tierra, son algunos de los más poderosos, aunque ese no siempre es el caso. Un promedio de 86 ciclones tropicales de intensidad de tormenta tropical se forman anualmente en todo el mundo, con 47 alcanzando fuerza de huracán o tifón, y 20 convirtiéndose en ciclones tropicales intensos, supertifones o huracanes importantes (al menos de intensidad de categoría 3 ). [174]
África
En África , los ciclones tropicales pueden originarse a partir de ondas tropicales generadas sobre el desierto del Sahara , [175] o de otra manera golpear el Cuerno de África y África meridional . [176] [177] El ciclón Idai en marzo de 2019 golpeó el centro de Mozambique , convirtiéndose en el ciclón tropical más mortal registrado en África, con 1.302 muertes y daños estimados en US$2.2 mil millones. [178] [179] La isla de Reunión , ubicada al este de África meridional, experimenta algunos de los ciclones tropicales más húmedos registrados. En enero de 1980, el ciclón Hyacinthe produjo 6.083 mm (239,5 pulgadas) de lluvia durante 15 días, que fue la mayor cantidad total de lluvia registrada de un ciclón tropical. [180] [181] [182]
Asia
En Asia , los ciclones tropicales de los océanos Índico y Pacífico afectan regularmente a algunos de los países más poblados de la Tierra. En 1970, un ciclón golpeó Bangladesh , entonces conocido como Pakistán Oriental, produciendo una marejada ciclónica de 6,1 m (20 pies) que mató al menos a 300.000 personas. Esto lo convirtió en el ciclón tropical más mortal registrado. [183] En octubre de 2019, el tifón Hagibis golpeó la isla japonesa de Honshu y causó daños por 15 mil millones de dólares, lo que lo convirtió en la tormenta más costosa registrada en Japón. [184] Las islas que componen Oceanía , desde Australia hasta la Polinesia Francesa , se ven afectadas rutinariamente por ciclones tropicales. [185] [186] [187] En Indonesia , un ciclón golpeó la isla de Flores en abril de 1973, matando a 1.653 personas, lo que lo convirtió en el ciclón tropical más mortal registrado en el hemisferio sur . [188] [189]
América del Norte y del Sur
Los huracanes del Atlántico y del Pacífico afectan regularmente a América del Norte . En los Estados Unidos , los huracanes Katrina en 2005 y Harvey en 2017 son los desastres naturales más costosos de la historia del país, con daños monetarios estimados en 125 mil millones de dólares. Katrina golpeó Luisiana y destruyó en gran medida la ciudad de Nueva Orleans , [190] [191] mientras que Harvey causó inundaciones significativas en el sureste de Texas después de dejar caer 60,58 pulgadas (1539 mm) de lluvia; este fue el total de lluvia más alto registrado en el país. [191]
Las islas del Caribe son azotadas regularmente por huracanes, que han causado múltiples crisis humanitarias en Haití desde 2004 debido en parte a la falta de infraestructura y la alta densidad de población en las áreas urbanas. [192] [193] En 2004, el huracán Jeanne causó graves inundaciones y deslizamientos de tierra, y un total estimado de 3.006 muertes. [194] Más recientemente, en 2016, el huracán Mathew causó daños por 2.800 millones de dólares estadounidenses y mató a unas 674 personas. [195] [196]
La parte norte de Sudamérica experimenta ciclones tropicales ocasionales, con 173 muertes por la tormenta tropical Bret en agosto de 1993. [197] [198] El Océano Atlántico Sur es generalmente inhóspito para la formación de una tormenta tropical. [199] Sin embargo, en marzo de 2004, el huracán Catarina golpeó el sureste de Brasil como el primer huracán registrado en el Océano Atlántico Sur. [200]
Aunque los ciclones causan un enorme daño en vidas y propiedades personales, pueden ser factores importantes en los regímenes de precipitación de los lugares que afectan, ya que pueden traer precipitaciones muy necesarias a regiones que de otro modo serían secas. [204] Su precipitación también puede aliviar las condiciones de sequía al restaurar la humedad del suelo, aunque un estudio centrado en el sureste de los Estados Unidos sugirió que los ciclones tropicales no ofrecieron una recuperación significativa de la sequía. [205] [206] [207] Los ciclones tropicales también ayudan a mantener el equilibrio térmico global al mover el aire tropical cálido y húmedo a las latitudes medias y las regiones polares , [208] y al regular la circulación termohalina a través del afloramiento . [209] La investigación sobre los ciclones del Pacífico ha demostrado que las capas más profundas del océano reciben una transferencia de calor de estas poderosas tormentas. [210] [211]
Las marejadas ciclónicas y los vientos de los huracanes pueden ser destructivos para las estructuras hechas por el hombre, pero también agitan las aguas de los estuarios costeros , que suelen ser importantes lugares de cría de peces . [212] Los ecosistemas, como las marismas y los bosques de manglares , pueden resultar gravemente dañados o destruidos por los ciclones tropicales, que erosionan la tierra y destruyen la vegetación. [213] [214] Los ciclones tropicales pueden provocar la formación de floraciones de algas dañinas en los cuerpos de agua al aumentar la cantidad de nutrientes disponibles. [215] [216] [217] Las poblaciones de insectos pueden disminuir tanto en cantidad como en diversidad después del paso de las tormentas. [218] Los fuertes vientos asociados con los ciclones tropicales y sus remanentes son capaces de derribar miles de árboles, causando daños a los bosques. [219]
Cuando los huracanes llegan a la costa desde el océano, la sal se introduce en muchas áreas de agua dulce y aumenta los niveles de salinidad a niveles demasiado altos para que algunos hábitats los soporten. Algunos son capaces de lidiar con la sal y reciclarla de nuevo en el océano, pero otros no pueden liberar el agua superficial adicional con la suficiente rapidez o no tienen una fuente de agua dulce lo suficientemente grande para reemplazarla. Debido a esto, algunas especies de plantas y vegetación mueren debido al exceso de sal. [220] Los huracanes pueden llevar toxinas y ácidos a la costa cuando tocan tierra. El agua de la inundación puede recoger las toxinas de diferentes derrames y contaminar la tierra por la que pasa. Estas toxinas son dañinas para las personas y los animales de la zona, así como para el medio ambiente que los rodea. [221] Los ciclones tropicales pueden causar derrames de petróleo al dañar o destruir oleoductos e instalaciones de almacenamiento. [222] [215] [223] De manera similar, se han reportado derrames químicos cuando se dañaron las instalaciones químicas y de procesamiento. [223] [224] [225] Las vías fluviales se han contaminado con niveles tóxicos de metales como níquel , cromo y mercurio durante los ciclones tropicales. [226] [227]
Los ciclones tropicales pueden tener un efecto extenso en la geografía, como crear o destruir tierra. [228] [229] El ciclón Bebe aumentó el tamaño de la isla de Tuvalu , el atolón Funafuti , en casi un 20%. [228] [230] [231] El huracán Walaka destruyó la pequeña Isla Este en 2018, [229] [232] que destruyó el hábitat de la foca monje hawaiana en peligro de extinción , así como las tortugas marinas y las aves marinas amenazadas . [233] Los deslizamientos de tierra ocurren con frecuencia durante los ciclones tropicales y pueden alterar enormemente los paisajes. Algunas tormentas son capaces de causar cientos a decenas de miles de deslizamientos de tierra. [234] [235] [236] [237] Las tormentas pueden erosionar las costas en un área extensa y transportar el sedimento a otros lugares. [227] [238] [239]
Los ciclones tropicales se han producido en todo el mundo durante milenios. Se están realizando nuevos análisis e investigaciones para ampliar el registro histórico mediante el uso de datos indirectos , como depósitos de agua de mar, crestas de playa y documentos históricos como diarios. [240] Los ciclones tropicales importantes dejan rastros en los registros de agua de mar y en las capas de conchas de algunas zonas costeras, que se han utilizado para obtener información sobre la actividad de los huracanes durante los últimos miles de años. [241] Los registros de sedimentos en Australia Occidental sugieren un ciclón tropical intenso en el cuarto milenio a. C. [ 240]
Los registros proxy basados en la investigación paleotempestológica han revelado que la actividad de huracanes importantes a lo largo de la costa del Golfo de México varía en escalas de tiempo de siglos a milenios. [242] [243] En el año 957, un poderoso tifón golpeó el sur de China , matando a alrededor de 10.000 personas debido a las inundaciones. [244] La colonización española de México describió "tempestades" en 1730, [245] aunque el registro oficial de huracanes del Pacífico solo data de 1949. [246] En el suroeste del Océano Índico, el registro de ciclones tropicales se remonta a 1848. [247] En 2003, el proyecto de reanálisis de huracanes del Atlántico examinó y analizó el registro histórico de ciclones tropicales en el Atlántico desde 1851, ampliando la base de datos existente desde 1886. [248]
Antes de que se dispusiera de imágenes satelitales durante el siglo XX, muchos de estos sistemas no se detectaban a menos que impactaran en tierra o un barco los encontrara por casualidad. [1] Muchas veces, en parte debido a la amenaza de los huracanes, muchas regiones costeras tenían una población dispersa entre los puertos principales hasta la llegada del turismo automovilístico; por lo tanto, las partes más severas de los huracanes que golpeaban la costa pueden haber pasado desapercibidas en algunos casos. Los efectos combinados de la destrucción de barcos y la llegada a tierra a distancia limitan severamente el número de huracanes intensos en el registro oficial antes de la era de los aviones de reconocimiento de huracanes y la meteorología satelital. Aunque el registro muestra un claro aumento en el número y la fuerza de los huracanes intensos, por lo tanto, los expertos consideran que los primeros datos son sospechosos. [249] La capacidad de los climatólogos para hacer un análisis a largo plazo de los ciclones tropicales está limitada por la cantidad de datos históricos confiables. [250]
En la década de 1940, se inició el reconocimiento aéreo rutinario tanto en la cuenca del Atlántico como en la del Pacífico occidental a mediados de esa década, lo que proporcionó datos de verdad sobre el terreno. Los primeros vuelos solo se realizaban una o dos veces al día. [1] En 1960, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos lanzó por primera vez satélites meteorológicos en órbita polar , pero no se declararon operativos hasta 1965. [1] Pasaron varios años hasta que algunos de los centros de alerta aprovecharon esta nueva plataforma de visualización y desarrollaron la experiencia para asociar las firmas satelitales con la posición e intensidad de las tormentas. [1]
Los ciclones tropicales intensos plantean un desafío particular para la observación, ya que son un fenómeno oceánico peligroso, y las estaciones meteorológicas , al ser relativamente escasas, rara vez están disponibles en el lugar de la tormenta. En general, las observaciones de superficie solo están disponibles si la tormenta pasa sobre una isla o una zona costera, o si hay un barco cercano. Las mediciones en tiempo real generalmente se toman en la periferia del ciclón, donde las condiciones son menos catastróficas y no se puede evaluar su verdadera fuerza. Por esta razón, hay equipos de meteorólogos que se desplazan a la trayectoria de los ciclones tropicales para ayudar a evaluar su fuerza en el punto de llegada a tierra. [251]
Los satélites meteorológicos rastrean los ciclones tropicales capturando imágenes visibles e infrarrojas desde el espacio, generalmente en intervalos de media hora a un cuarto de hora. Cuando una tormenta se acerca a tierra, se puede observar mediante un radar meteorológico Doppler terrestre . El radar desempeña un papel crucial en las proximidades de la costa, ya que muestra la ubicación y la intensidad de la tormenta cada varios minutos. [252] Otros satélites proporcionan información a partir de las perturbaciones de las señales GPS , proporcionando miles de instantáneas por día y capturando la temperatura atmosférica, la presión y el contenido de humedad. [253]
Las mediciones in situ , en tiempo real, se pueden tomar enviando vuelos de reconocimiento especialmente equipados al ciclón. En la cuenca del Atlántico, estos vuelos son realizados regularmente por cazadores de huracanes del gobierno de los Estados Unidos . [254] Estas aeronaves vuelan directamente al ciclón y toman mediciones directas y de detección remota. Las aeronaves lanzan sondas de caída GPS dentro del ciclón. Estas sondas miden la temperatura, la humedad, la presión y, especialmente, los vientos entre el nivel de vuelo y la superficie del océano. Una nueva era en la observación de huracanes comenzó cuando una Aerosonda pilotada a distancia , un pequeño avión no tripulado, voló a través de la tormenta tropical Ophelia cuando pasó por la costa este de Virginia durante la temporada de huracanes de 2005. Una misión similar también se completó con éxito en el Océano Pacífico occidental. [255]
Pronóstico
Desde la década de 1970 es evidente una disminución general en las tendencias de error en la predicción de la trayectoria de los ciclones tropicales.
Las computadoras de alta velocidad y un sofisticado software de simulación permiten a los pronosticadores producir modelos informáticos que predicen las trayectorias de los ciclones tropicales basándose en la posición y la fuerza futuras de los sistemas de alta y baja presión. Al combinar los modelos de pronóstico con una mayor comprensión de las fuerzas que actúan sobre los ciclones tropicales, así como con una gran cantidad de datos de satélites en órbita terrestre y otros sensores, los científicos han aumentado la precisión de los pronósticos de trayectoria en las últimas décadas. [256]
Sin embargo, los científicos no son tan hábiles para predecir la intensidad de los ciclones tropicales. [257] La falta de mejoras en la predicción de la intensidad se atribuye a la complejidad de los sistemas tropicales y a una comprensión incompleta de los factores que afectan su desarrollo. La nueva información sobre la posición y el pronóstico de los ciclones tropicales está disponible al menos cada seis horas desde los diversos centros de alerta. [258] [259] [260] [261] [262]
Altura geopotencial
En meteorología, las alturas geopotenciales se utilizan para crear pronósticos y analizar sistemas de presión. Las alturas geopotenciales representan la estimación de la altura real de un sistema de presión por encima del nivel medio del mar. [263] Las alturas geopotenciales para el clima se dividen en varios niveles. El nivel de altura geopotencial más bajo es 850 hPa (25,10 inHg), que representa los 1.500 m (5.000 ft) más bajos de la atmósfera. El contenido de humedad, obtenido mediante el uso de la humedad relativa o el valor del agua precipitable, se utiliza para crear pronósticos de precipitación. [264]
El siguiente nivel, 700 hPa (20,67 inHg), está a una altura de 2.300–3.200 m (7.700–10.500 pies). 700 hPa se considera el punto más alto en la atmósfera inferior. En esta capa, tanto el movimiento vertical como los niveles de humedad se utilizan para localizar y crear pronósticos de precipitación. [265] El nivel medio de la atmósfera está a 500 hPa (14,76 inHg) o una altura de 4.900–6.100 m (16.000–20.000 pies). El nivel de 500 hPa se utiliza para medir la vorticidad atmosférica, comúnmente conocida como el giro del aire. La humedad relativa también se analiza a esta altura para establecer dónde es probable que se materialice la precipitación. [266] El siguiente nivel se encuentra a 300 hPa (8,859 inHg) o a una altura de 8200–9800 m (27 000–32 000 ft). [267] El nivel más alto se encuentra a 200 hPa (5,906 inHg), que corresponde a una altura de 11 000–12 000 m (35 000–41 000 ft). Tanto el nivel de 200 como el de 300 hPa se utilizan principalmente para localizar la corriente en chorro. [268]
Sociedad y cultura
Preparativos
La señal de ruta de evacuación en la Avenida Tulane en Nueva Orleans muestra líneas de aguas de inundación estancadas durante mucho tiempo después del huracán Katrina .
La respuesta a los huracanes es la respuesta a los desastres que se producen después de un huracán. Las actividades que realizan los equipos de respuesta a los huracanes incluyen la evaluación, restauración y demolición de edificios; la eliminación de escombros y desechos; las reparaciones de la infraestructura terrestre y marítima ; y los servicios de salud pública, incluidas las operaciones de búsqueda y rescate . [278] La respuesta a los huracanes requiere la coordinación entre entidades federales, tribales, estatales, locales y privadas. [279] Según las Organizaciones Voluntarias Nacionales Activas en Desastres , los posibles voluntarios de respuesta deben afiliarse a organizaciones establecidas y no deben desplegarse por su cuenta, de modo que se les pueda brindar la capacitación y el apoyo adecuados para mitigar el peligro y el estrés del trabajo de respuesta. [280]
Los socorristas ante huracanes se enfrentan a muchos peligros. Los socorristas ante huracanes pueden estar expuestos a contaminantes químicos y biológicos, incluidos productos químicos almacenados, aguas residuales , restos humanos y el crecimiento de moho fomentado por las inundaciones, [281] [282] [283] así como asbesto y plomo que pueden estar presentes en edificios antiguos. [282] [284] Las lesiones comunes surgen de caídas desde alturas, como desde una escalera o desde superficies niveladas; de electrocución en áreas inundadas, incluida la retroalimentación de generadores portátiles ; o de accidentes automovilísticos . [281] [284] [285] Los turnos largos e irregulares pueden provocar falta de sueño y fatiga , lo que aumenta el riesgo de lesiones, y los trabajadores pueden experimentar estrés mental asociado con un incidente traumático . El estrés por calor es una preocupación ya que los trabajadores a menudo están expuestos a temperaturas cálidas y húmedas, usan ropa y equipo de protección y tienen tareas físicamente difíciles. [281] [284]
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El huracán
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Centro de Huracanes del Pacífico Central de Estados Unidos – Pacífico Central
Agencia Meteorológica de Japón – Pacífico Occidental
Departamento Meteorológico de la India – Océano Índico
Météo-France – La Reunión – Sur del Océano Índico de 30°E a 90°E
Departamento Meteorológico de Indonesia: Océano Índico meridional desde 90°E hasta 125°E, al norte de 10°S
Oficina Meteorológica de Australia: Océano Índico Sur y Océano Pacífico Sur desde 90°E hasta 160°E
Servicio Meteorológico Nacional de Papúa Nueva Guinea: Pacífico Sur al este de 160°E, al norte de 10°S
Servicio Meteorológico de Fiji: Pacífico Sur al oeste de 160° E, al norte de 25° S
MetService Nueva Zelanda – Pacífico Sur al oeste de 160°E, al sur de 25°S
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