Una firma de escombros de tornado ( TDS ), a menudo denominada coloquialmente bola de escombros , [1] es un área de alta reflectividad en el radar meteorológico causada por escombros que se elevan en el aire, generalmente asociados con un tornado . [1] [2] Un TDS también puede indicarse mediante productos de radar de doble polarización , designados como firma polarimétrica de desechos de tornado ( PTDS ). El radar polarimétrico puede discernir hidrometeoros meteorológicos y no meteorológicos , y los meteorólogos utilizan la ubicación conjunta de un PTDS con la reflectividad mejorada de una bola de escombros como confirmación de que se está produciendo un tornado. [3]
Las bolas de escombros pueden ser el resultado de desechos antropogénicos o de biomasa y es más probable que ocurran si un tornado cruza un entorno "rico en objetivos", como un bosque o un área poblada. Es más probable que se observe un TDS cuando un tornado está más cerca de un sitio de radar y cuanto más lejos del radar se observe un TDS, es más probable que el tornado sea más fuerte. Como resultado de los fuertes vientos necesarios para dañar las estructuras y elevar los escombros al aire, las bolas de escombros normalmente son el resultado de tornados EF3 o más fuertes en la escala Fujita mejorada . Es posible que los tornados más débiles tampoco causen bolas de escombros debido a su naturaleza en su mayoría de corta duración y, por lo tanto, es posible que el radar no muestree los escombros. [4] Sin embargo, no todos los tornados que cumplen con tales requisitos de fuerza exhiben bolas de escombros, dependiendo de su proximidad a las fuentes de escombros y la distancia desde el sitio del radar. [1] Una bola de escombros en imágenes de radar puede verificar tornados entre el 70% y el 80% de las veces. [5]
Las bolas de escombros se ven en las imágenes de reflectividad del radar como un área pequeña y redondeada de altos valores de reflectividad. La investigación realizada sobre bolas de escombros que se observaron durante el súper brote de 2011 sugirió que la reflectividad horizontal de las bolas de escombros osciló entre 51 y 72 dBZ durante esos brotes. Los valores de reflectividad también disminuyeron al aumentar la altura. [1] Debido al tamaño, las formas y las constantes dieléctricas irregulares y variables de las partículas de escombros, las bolas de escombros generalmente producen un coeficiente de correlación ( ρ hv ) inferior a 0,80. Los valores de reflectividad diferencial ( ZDR ) asociados con las bolas de escombros suelen estar cerca o por debajo de 0 dB debido a la naturaleza aleatoria y giratoria de los escombros de los tornados. Las bolas de escombros casi siempre están asociadas con un pareado de velocidad fuerte y el correspondiente algoritmo de detección basado en la firma de vórtice de tornado (TVS) o el algoritmo de detección de tornado (TDA). [6]
Los investigadores desarrollaron un algoritmo, llamado Polarimetric Tornado Debris Signature (PTDS), combinando datos polarimétricos con datos de reflectividad y velocidad, mostrando áreas con una probabilidad de detección superior al 80%. Se utiliza en las salidas del radar meteorológico del Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. [7]