Ejemplo del ciclón tropical Huracán Florence en 2018 visto desde el espacio: el ojo , la pared del ojo y las bandas de lluvia circundantes son características de los ciclones tropicales.
Un ciclón tropical es un sistema de tormentas de rápida rotación caracterizado por un centro de baja presión , una circulación atmosférica cerrada de bajo nivel , fuertes vientos y una disposición en espiral de tormentas eléctricas que producen fuertes lluvias y ráfagas . Dependiendo de su ubicación y fuerza, un ciclón tropical recibe diferentes nombres, incluyendo huracán ( / ˈ h ʌr ɪ k ən , -k eɪ n / ) , tifón ( / t aɪ ˈ f uː n / ), tormenta tropical , tormenta ciclónica , depresión tropical o simplemente ciclón . Un huracán es un fuerte ciclón tropical que ocurre en el Océano Atlántico o en el noreste del Océano Pacífico , y un tifón ocurre en el noroeste del Océano Pacífico. En el Océano Índico y el Pacífico Sur, tormentas comparables se denominan "ciclones tropicales". En los tiempos modernos, en promedio se forman alrededor de 80 a 90 ciclones tropicales con nombre cada año en todo el mundo, más de la mitad de los cuales desarrollan vientos huracanados de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) o más. [1] Los ciclones tropicales transportan calor y energía fuera de los trópicos y los transportan hacia latitudes templadas, lo que desempeña un papel importante en la regulación del clima global .
La principal fuente de energía de estas tormentas son las cálidas aguas del océano. Por lo tanto, estas tormentas suelen ser más fuertes cuando están sobre o cerca del agua, y se debilitan con bastante rapidez sobre la tierra. Esto hace que las regiones costeras sean particularmente vulnerables a los ciclones tropicales, en comparación con las regiones del interior. Los daños costeros pueden ser causados por fuertes vientos y lluvias, olas altas (debido a los vientos), marejadas ciclónicas (debido al viento y cambios severos de presión) y la posibilidad de que se generen tornados .
Los ciclones tropicales aspiran aire de un área grande y concentran el contenido de agua de ese aire (de la humedad atmosférica y la humedad evaporada del agua) en precipitación sobre un área mucho más pequeña. Esta reposición de aire que contiene humedad después de la lluvia puede provocar lluvias extremadamente intensas durante varias horas o varios días hasta 40 km (25 millas) de la costa, mucho más allá de la cantidad de agua que la atmósfera local retiene en un momento dado. Esto, a su vez, puede provocar inundaciones de ríos , inundaciones terrestres y una sobrecarga general de las estructuras locales de control del agua en una gran zona. Los efectos de los ciclones tropicales en las poblaciones humanas pueden ser devastadores. Cada año, los ciclones tropicales afectan varias regiones del mundo, incluida la costa del Golfo de América del Norte , Australia , India y Bangladesh .
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 del lugar donde los ciclones alcanzan su máxima intensidad se encuentran entre las posibles consecuencias del cambio climático inducido por el hombre. [2]
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 de todo el mundo. [3] [4] 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. [3] Generalmente se considera que un ciclón tropical se ha formado una vez que se observan vientos medios en la superficie superiores a 35 nudos (65 km/h; 40 mph). [1] Se supone en esta etapa que un ciclón tropical se ha vuelto autosostenible y puede continuar intensificándose sin ninguna ayuda de su entorno. [1]
Dependiendo de su ubicación y fuerza, un ciclón tropical recibe distintos nombres, entre ellos huracán , tifón , tormenta tropical , tormenta ciclónica , depresión tropical o simplemente ciclón . Un huracán es un fuerte ciclón tropical que ocurre en el Océano Atlántico o en el noreste del Océano Pacífico , y un tifón ocurre en el noroeste del Océano Pacífico. En el Océano Índico y el Pacífico Sur, tormentas comparables se denominan "ciclones tropicales", y en el Océano Índico también pueden denominarse "tormentas ciclónicas severas".
Los ciclones tropicales tienden a desarrollarse durante el verano, pero se han observado 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 del noreste o sureste. [5] 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. [5] Estas lluvias se disipan con bastante rapidez; sin embargo, pueden agruparse en grandes grupos de tormentas. [5] Esto crea un flujo de aire cálido, húmedo y que se eleva rápidamente, que comienza a girar ciclónicamente a medida que interactúa con la rotación de la Tierra. [5]
Se requieren varios factores para que estas tormentas se desarrollen aún más, incluidas temperaturas de la superficie del mar de alrededor de 27 °C (81 °F) y una baja cizalladura vertical del viento que rodea el sistema, [5] [6] inestabilidad atmosférica, alta humedad en las zonas bajas y medias niveles de la troposfera , suficiente fuerza de Coriolis para desarrollar un centro de baja presión y un foco o perturbación de bajo nivel preexistente. [6]
Existe un límite en la intensidad de los ciclones tropicales que está fuertemente relacionado con la temperatura del agua a lo largo de su trayectoria. [7] y divergencia de nivel superior. [8]
Anualmente se forman en todo el mundo un promedio de 86 ciclones tropicales de intensidad de tormenta tropical. De ellos, 47 alcanzan una fuerza superior a 119 km/h (74 mph) y 20 se convierten en ciclones tropicales intensos (al menos intensidad de categoría 3 en la escala Saffir-Simpson ). [9]
Las oscilaciones climáticas como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) y la oscilación Madden-Julian modulan el momento y la frecuencia del desarrollo de los ciclones tropicales. [10] [11] [12] [13] Las ondas de Rossby pueden ayudar en la formación de un nuevo ciclón tropical al diseminar la energía de una tormenta madura existente. [14] [15] Las ondas Kelvin pueden contribuir a la formación de ciclones tropicales al regular el desarrollo de los vientos del oeste . [16] La formación de ciclones generalmente se reduce 3 días antes de la cresta de la ola y aumenta durante los 3 días posteriores. [17]
Regiones de formación y centros de alerta.
La mayoría de los ciclones tropicales se forman cada año en una de las 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 Regional Especializado 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 proporcionan información básica y cubren los sistemas presentes, la posición prevista, el movimiento y la intensidad, en sus áreas de responsabilidad designadas. [1] Los servicios meteorológicos de todo el mundo son generalmente responsables de emitir avisos para su propio país, sin embargo, hay excepciones, ya que el Centro Nacional de Huracanes de los Estados Unidos y el Servicio Meteorológico de Fiji emiten alertas, alertas y avisos para varias naciones insulares en sus áreas de responsabilidad. [1] [22] El Centro conjunto de alerta de tifones de los Estados Unidos y el Centro meteorológico de la flota también emiten públicamente advertencias sobre ciclones tropicales en nombre del gobierno de los Estados Unidos . [1] El Centro Hidrográfico de la Armada 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. [23]
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. [24] Las escalas de ciclones tropicales, como la escala de vientos de huracanes de Saffir-Simpson y la escala de Australia (Oficina de Meteorología) sólo utilizan la velocidad del viento para determinar la categoría de una tormenta. [25] [26] 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 kn (85 m/s; 305 km/h; 190 mph). [27] La velocidad máxima del viento sostenido 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 . [28]
Factores que influyen en la intensidad
Se requieren temperaturas cálidas en la superficie del mar para que los ciclones tropicales se formen y fortalezcan. El rango de temperatura mínima comúnmente aceptado para que esto ocurra es de 26 a 27 °C (79 a 81 °F); sin embargo, varios estudios han propuesto un mínimo más bajo de 25,5 °C (77,9 °F). [29] [30] Las temperaturas más altas de la superficie del mar dan como resultado tasas de intensificación más rápidas y, a veces, incluso una intensificación más rápida . [31] El alto contenido de calor del océano , también conocido como potencial de calor de ciclón tropical , permite que las tormentas alcancen una mayor intensidad. [32] La mayoría de los ciclones tropicales que experimentan una rápida intensificación atraviesan regiones de alto contenido de calor oceánico en lugar de valores más bajos. [33] Los valores elevados 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. [34] Los sistemas que se mueven más rápido son capaces de intensificarse a intensidades más altas con valores más bajos de contenido de calor del océano. Los sistemas de movimiento más lento requieren valores más altos de contenido de calor del océano para lograr la misma intensidad. [33]
El paso de un ciclón tropical sobre el océano hace que las capas superiores del océano se enfríen sustancialmente, un proceso conocido como afloramiento , [35] 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 cálidas aguas superficiales. Este efecto da como resultado un proceso de retroalimentación negativa que puede inhibir un mayor desarrollo o provocar un debilitamiento. El enfriamiento adicional puede venir en forma de agua fría proveniente de las gotas de lluvia (esto se debe a que la atmósfera es más fría en altitudes más altas). La cobertura 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 tan solo unos días. [36] Por el contrario, la mezcla del mar puede provocar que el calor se inserte en aguas más profundas, con efectos potenciales en el clima global . [37]
La cizalladura vertical del viento disminuye la previsibilidad de los ciclones tropicales, y las tormentas muestran una amplia gama de respuestas en presencia de cizalladura. [38] La cizalladura del viento a menudo afecta negativamente la intensificación de los ciclones tropicales al desplazar la humedad y el calor del centro del sistema. [39] Los niveles bajos de cizalladura vertical del viento son los más óptimos para el fortalecimiento, mientras que una cizalladura del viento más fuerte induce el debilitamiento. [40] [41] El aire seco que ingresa al 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. [42] [43] [44] El flujo de salida fuerte y simétrico conduce a una tasa de intensificación más rápida que la observada en otros sistemas al mitigar la cizalladura del viento local. [45] [46] [47] El debilitamiento del flujo de salida está asociado con el debilitamiento de las bandas de lluvia dentro de un ciclón tropical. [48] Los ciclones tropicales aún pueden intensificarse, incluso rápidamente, en presencia de una cizalladura del viento moderada o fuerte, dependiendo de la evolución y estructura de la convección de la tormenta. [49] [50]
El tamaño de los ciclones tropicales influye en la rapidez con la que se intensifican. Los ciclones tropicales más pequeños son más propensos a una rápida intensificación que los más grandes. [51] El efecto Fujiwhara , que implica la interacción entre dos ciclones tropicales, puede debilitarse y, en última instancia, provocar 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. [52] Los ciclones tropicales normalmente se debilitan cuando están situados sobre una masa terrestre porque las condiciones suelen ser desfavorables como resultado de la falta de forzamiento oceánico. [53] El efecto océano marrón puede permitir que un ciclón tropical mantenga o aumente su intensidad después de tocar tierra , en los casos en que ha habido lluvias copiosas, mediante la liberación de calor latente del suelo saturado. [54] 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. [55] Las corrientes en chorro pueden aumentar e inhibir la intensidad de los ciclones tropicales al influir en el flujo de salida de la tormenta y en la cizalladura vertical del viento. [56] [57]
Intensificación rápida
En ocasiones, los ciclones tropicales pueden sufrir 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. [58] De manera similar, la rápida profundización de los ciclones tropicales se define como una disminución mínima de la presión en la superficie 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 de la superficie 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. [59] Para que se produzca una rápida intensificación, deben darse varias condiciones. La temperatura del agua debe ser extremadamente alta (cerca o superior a 30 °C (86 °F)), y el agua a esta temperatura debe ser lo suficientemente profunda como para que las olas no arrastren aguas más frías a la superficie. Por otro lado, el potencial de calor de los ciclones tropicales es uno de esos parámetros oceanográficos del subsuelo no convencionales que influyen en la intensidad del ciclón . La cizalladura del viento debe ser baja; cuando la cizalladura del viento es alta, la convección y la circulación en el ciclón se verán perturbadas. Por lo general, también debe estar presente un anticiclón en las capas superiores de la troposfera sobre la tormenta; para que se desarrollen presiones superficiales extremadamente bajas, el aire debe estar ascendiendo muy rápidamente en la pared del ojo de la tormenta, y un anticiclón en los niveles superiores ayuda a canalizar esta alejar el aire del ciclón de manera eficiente. [60] Sin embargo, algunos ciclones como el huracán Epsilon se han intensificado rápidamente a pesar de las condiciones relativamente desfavorables. [61] [62]
Hay varias formas en que un ciclón tropical puede debilitarse, disiparse o perder sus características tropicales. Estos incluyen tocar tierra, moverse sobre aguas más frías, encontrar aire seco o interactuar con otros sistemas climáticos; sin embargo, una vez que un sistema se ha disipado o perdido sus características tropicales, sus remanentes podrían regenerar un ciclón tropical si las condiciones ambientales se vuelven favorables. [63] [64]
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 como un núcleo cálido con tormentas eléctricas cerca del centro, de modo que se convierta en un área remanente de baja presión . 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. También puede ocurrir debilitamiento o disipación si una tormenta experimenta una cizalladura vertical del viento que hace que el motor térmico y de convección se aleje del centro; esto normalmente detiene el desarrollo de un ciclón tropical. [65] Además, su interacción con el cinturón principal de vientos del oeste , mediante fusión con una zona frontal cercana, puede provocar que los ciclones tropicales evolucionen a ciclones extratropicales . Esta transición puede tardar entre 1 y 3 días. [66]
Si un ciclón tropical toca tierra o pasa sobre una isla, su circulación podría comenzar a interrumpirse, especialmente si toca terreno montañoso. [67] Cuando un sistema toca tierra en una gran masa de tierra, se le corta el suministro de aire marítimo cálido y húmedo y comienza a aspirar aire continental seco. [67] Esto, combinado con el aumento de la fricción sobre las áreas terrestres, conduce al debilitamiento y disipación del ciclón tropical. [67] Sobre un terreno montañoso, un sistema puede debilitarse rápidamente; sin embargo, en áreas planas, puede durar de dos a tres días antes de que la circulación se interrumpa y se disipe. [67]
A lo largo de los años, se han considerado una serie de técnicas para intentar modificar artificialmente los ciclones tropicales. [68] 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 . [68] Estas técnicas, sin embargo, no logran apreciar la duración, intensidad, potencia o tamaño de los ciclones tropicales. [68]
Métodos para evaluar la intensidad.
Para evaluar la intensidad de un ciclón tropical se utilizan diversos métodos o técnicas, incluidos los de superficie, satelitales y aéreos. Aviones de reconocimiento vuelan alrededor y a través de ciclones tropicales, equipados con instrumentos especializados, para recopilar información que pueda utilizarse 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. [69] Las observaciones de superficie, como informes de barcos, estaciones terrestres, mesonetos , estaciones costeras y boyas, pueden proporcionar información sobre la intensidad de un ciclón tropical o la dirección en la que viaja. [1] Las relaciones viento-presión (WPR) se utilizan como una forma de determinar la presión de una tormenta en función de la velocidad del viento. Se han propuesto varios métodos y ecuaciones diferentes para calcular las WPR. [70] [71] Cada una de las agencias de ciclones tropicales utiliza su propio WPR fijo, lo que puede resultar en imprecisiones entre las agencias que emiten estimaciones en el mismo sistema. [71] 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 se ha demostrado que es confiable a intensidades más altas y bajo condiciones de lluvia intensa, a diferencia de los basados en dispersómetros y otros basados en radiómetros. instrumentos. [72]
La técnica de Dvorak juega un papel importante tanto en la clasificación de un ciclón tropical como en la determinación de su intensidad. Utilizado en centros de alerta, el método fue desarrollado por Vernon Dvorak en la década de 1970 y utiliza imágenes de satélite visibles e infrarrojas para evaluar la intensidad de los ciclones tropicales. La técnica de Dvorak utiliza una escala de "números T", escalando en incrementos de 0,5 desde T1.0 a T8.0. Cada número T tiene asignada una intensidad, y los números T más grandes indican un sistema más fuerte. Los pronosticadores evalúan los ciclones tropicales de acuerdo con una variedad de patrones, que incluyen características de bandas curvas , cizalla, nubosidad central densa y ojo, para determinar el número T y así evaluar la intensidad de la tormenta. [73] El Instituto Cooperativo de Estudios de Satélites Meteorológicos trabaja para desarrollar y mejorar métodos satelitales automatizados, como la Técnica Avanzada Dvorak (ADT) y SATCON. El ADT, utilizado por un gran número de centros de predicción, utiliza imágenes infrarrojas de satélites geoestacionarios y un algoritmo basado en la técnica de Dvorak para evaluar la intensidad de los ciclones tropicales. El ADT tiene una serie de diferencias con la técnica convencional de Dvorak, 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 surja un ojo en las imágenes infrarrojas. [74] El SATCON pondera las estimaciones de varios sistemas satelitales y sondas de microondas , teniendo en cuenta las fortalezas y fallas de cada estimación individual, para producir una estimación consensuada de la intensidad de un ciclón tropical que a veces puede ser más confiable que la técnica de Dvorak. [75] [76]
Métricas de intensidad
Se utilizan múltiples métricas de intensidad, incluida la energía ciclónica acumulada (ACE), el índice de oleadas de huracanes, el índice de gravedad de huracanes , el índice de disipación de energía (PDI) y la energía cinética integrada (IKE). ACE es una métrica de la energía total que un sistema ha ejercido durante su vida útil. ACE se calcula sumando los cuadrados de la velocidad sostenida del viento de un ciclón, cada seis horas, siempre que el sistema tenga la intensidad de una tormenta tropical o la supere y sea tropical o subtropical. [77] El cálculo del PDI es de naturaleza similar al ACE, con la principal diferencia de que las velocidades del viento se elevan al cubo en lugar de al cuadrado. [78] El índice de marejadas ciclónicas es una medida del daño potencial que una tormenta puede infligir a través de marejadas ciclónicas. 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 millas). Esto se puede representar en forma de ecuación como:
donde v es la velocidad del viento de la tormenta y r es el radio de los vientos con fuerza de huracán. [79] 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. [80] El modelo IKE mide la capacidad destructiva de un ciclón tropical a través de vientos, olas y marejadas. Se calcula como:
donde p es la densidad del aire, u es un valor sostenido de la velocidad del viento en la superficie y dv es el elemento de volumen . [80] [81]
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 de viento de más de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) se llama huracán , mientras que en la cuenca occidental se le llama tifón o tormenta ciclónica severa. Océanos Pacífico o Índico Norte. [18] [19] [20] Cuando un huracán pasa hacia el oeste a través de la línea internacional de cambio de fecha en el hemisferio norte, se le conoce como tifón. Esto sucedió en 2014 con el huracán Genevieve , que se convirtió en el tifón Genevieve. [82] Dentro del hemisferio sur, se le llama huracán, ciclón tropical o ciclón tropical severo, dependiendo de si está ubicado en el Atlántico Sur, el Océano Índico Sudoccidental, la región de Australia o el Océano Pacífico Sur. [21] [22] Los descriptores de ciclones tropicales con velocidades de viento inferiores a 65 nudos (120 km/h; 75 mph) también varían según la cuenca del ciclón tropical y pueden subdividirse en categorías como "tormenta tropical", "tormenta ciclónica" , "depresión tropical" o "depresión profunda". [19] [20] [18]
Nombrar
La práctica de utilizar nombres de pila para identificar ciclones tropicales se remonta a finales del siglo XIX y principios del XX y gradualmente reemplazó al sistema existente: simplemente nombrar los ciclones según el lugar donde impactaron. [83] [84] El sistema utilizado actualmente proporciona una identificación positiva de sistemas climáticos severos en una forma breve, que el público comprende y reconoce fácilmente. [83] [84] El crédito por el primer uso de nombres personales para sistemas meteorológicos generalmente se atribuye al meteorólogo del gobierno de Queensland, Clement Wragge , quien nombró sistemas entre 1887 y 1907. [83] [84] Este sistema de denominación de sistemas meteorológicos posteriormente cayó en desuso durante varios años después de que Wragge se retirara, hasta que fue revivido en la última parte de la Segunda Guerra Mundial para el Pacífico Occidental. [83] [84] Posteriormente se han introducido esquemas de denominación formal para las cuencas del Atlántico norte y sur, del Pacífico oriental, central, occidental y meridional, así como para la región de Australia y el Océano Índico. [84]
En la actualidad, los ciclones tropicales reciben el nombre oficial de uno de los doce servicios meteorológicos y conservan sus nombres durante toda su vida para facilitar la comunicación entre los pronosticadores y el público en general con respecto a pronósticos, alertas y avisos. [83] Dado que los sistemas pueden durar una semana o más y más de uno puede ocurrir en la misma cuenca al mismo tiempo, se cree que los nombres reducen la confusión sobre qué tormenta se describe. [83] 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), dependiendo de qué cuenca se origine. [18] [20] [21] Sin embargo, los estándares varían de una cuenca a otra, con algunas depresiones tropicales nombradas en el Pacífico occidental, mientras que los ciclones tropicales deben tener una cantidad significativa de vientos huracanados alrededor del centro antes de ser nombrados dentro. el hemisferio sur . [21] [22] Los nombres de ciclones tropicales importantes en el Océano Atlántico Norte, el Océano Pacífico y la región de Australia se retiran de las listas de nombres y se reemplazan con otro nombre. [18] [19] [22] 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. [22] [85]
Tipos de ciclones relacionados
Además de los ciclones tropicales, existen otras dos clases de ciclones dentro del espectro de tipos de ciclones. Este tipo de ciclones, conocidos como ciclones extratropicales y ciclones subtropicales , pueden ser etapas por las que pasa un ciclón tropical durante su formación o disipación. [86] 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 avanza hacia latitudes más altas si su fuente de energía cambia del calor liberado por la condensación a diferencias de temperatura entre masas de aire; aunque no con tanta frecuencia, un ciclón extratropical puede transformarse en tormenta subtropical, y de ahí en ciclón tropical. [87] Desde el espacio, las tormentas extratropicales tienen un patrón de nubes característico en forma de coma . [88] Los ciclones extratropicales también pueden ser peligrosos cuando sus centros de baja presión provocan fuertes vientos y alta mar. [89]
Un ciclón subtropical es un sistema meteorológico que tiene algunas características de un ciclón tropical y algunas características 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 huracanados, pueden volverse de naturaleza tropical a medida que sus núcleos se calientan. [90]
En el centro de un ciclón tropical maduro, el aire desciende en lugar de ascender. En el caso de una tormenta suficientemente fuerte, el aire puede descender sobre una capa lo suficientemente profunda como para suprimir la formación de nubes, creando así un " ojo " despejado. El tiempo en el ojo es normalmente tranquilo y libre de nubes convectivas , aunque el mar puede estar extremadamente violento. [91] El ojo es normalmente circular y normalmente tiene entre 30 y 65 km (19 a 40 millas) de diámetro, aunque se han observado ojos tan pequeños como 3 km (1,9 millas) y tan grandes como 370 km (230 millas). [92] [93]
El borde exterior turbio del ojo se llama "pared del ojo". La pared del ojo normalmente se expande hacia afuera con la altura, asemejándose a un estadio de fútbol; Este fenómeno a veces se denomina " efecto estadio ". [93] La pared del ojo es donde se encuentran las mayores velocidades del viento, el aire se eleva más rápidamente, las nubes alcanzan su mayor altitud y las precipitaciones son las más intensas. Los mayores daños causados por el viento se producen cuando la pared del ojo de un ciclón tropical pasa sobre tierra. [91]
En una tormenta más débil, el ojo puede quedar oscurecido por el denso nublado central , que es el escudo de cirros de nivel superior que está asociado con un área concentrada de fuerte actividad tormentosa cerca del centro de un ciclón tropical. [94]
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 externo de tormentas eléctricas que se mueve lentamente hacia adentro, lo que se cree que roba la humedad y el momento angular de la pared primaria del ojo . Cuando la pared principal del ojo se debilita, el ciclón tropical se debilita temporalmente. La pared exterior del ojo eventualmente reemplaza a la primaria al final del ciclo, momento en el cual la tormenta puede volver a su intensidad original. [95]
Tamaño
Existe una variedad de métricas que se utilizan comúnmente para medir el tamaño de las tormentas. Las métricas más comunes incluyen el radio de viento máximo, el radio de 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 de fuga del viento. [96] [97] Una métrica adicional es el radio en el que el campo de vorticidad relativa del ciclón disminuye a 1×10 −5 s −1 . [93]
En la Tierra, los ciclones tropicales abarcan una amplia gama de tamaños, desde 100 a 2000 km (62 a 1243 millas), medido por el radio del viento que desaparece. Son en promedio más grandes en la cuenca del Océano Pacífico noroeste y más pequeños en la cuenca del Océano Pacífico nororiental . [99] Si el radio de la isobara cerrada más externa es inferior 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 millas)) se considera de "tamaño medio". Los ciclones tropicales "muy grandes" tienen un radio superior a 8 grados (888 km (552 millas)). [98] Las observaciones indican que el tamaño sólo 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. [97] [99] Typhoon Tip es el ciclón más grande jamás registrado, con vientos con fuerza de tormenta tropical de 2.170 km (1.350 millas) de diámetro. La tormenta más pequeña registrada es la tormenta tropical Marco de 2008 , que generó vientos con fuerza de tormenta tropical de sólo 37 km (23 millas) de diámetro. [100]
Movimiento
El movimiento de un ciclón tropical (es decir, su "trayectoria") suele aproximarse como la suma de dos términos: "dirección" por el viento ambiental de fondo y "deriva beta". [101] Algunos ciclones tropicales pueden recorrer grandes distancias, como el huracán John , el segundo ciclón tropical de mayor duración registrado, que recorrió 13.280 km (8.250 millas), la trayectoria más larga de cualquier ciclón tropical del hemisferio norte, en sus 31- vida útil de un día en 1994 . [102] [103] [104]
Dirección ambiental
La dirección ambiental es la principal influencia en el movimiento de los ciclones tropicales. [105] Representa el movimiento de la tormenta debido a los vientos predominantes y otras condiciones ambientales más amplias, similar a "hojas arrastradas por un arroyo". [106]
Físicamente, los vientos, o el campo de flujo, en las proximidades de un ciclón tropical pueden considerarse como si tuvieran dos partes: el flujo asociado con la tormenta misma y el flujo de fondo a gran escala del entorno. [105] Los ciclones tropicales pueden tratarse como máximos locales de vorticidad suspendidos dentro del flujo de fondo a gran escala del medio ambiente. [107] De esta manera, el movimiento de un ciclón tropical puede representarse en primer orden como la advección de la tormenta por el flujo ambiental local . [108] Este flujo ambiental se denomina "flujo director" y es la influencia dominante en el movimiento de los ciclones tropicales. [105] La fuerza y la dirección del flujo de dirección se pueden aproximar 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, puede resultar difícil determinar con precisión el flujo de dirección.
La altitud de presión a la que los vientos de fondo están más correlacionados con el movimiento de un ciclón tropical se conoce como "nivel de dirección". [107] El movimiento de los ciclones tropicales más fuertes está más correlacionado con el flujo de fondo promediado en 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 en una extensión más estrecha de la troposfera inferior. [109] 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. [110]
Climatológicamente, los ciclones tropicales son dirigidos principalmente hacia el oeste por los vientos alisios de este a oeste en el lado ecuatorial de la cordillera subtropical , un área persistente de alta presión sobre los océanos subtropicales del mundo. [106] En los océanos tropicales del Atlántico norte y del Pacífico nororiental, los vientos alisios dirigen las ondas tropicales del este hacia el oeste desde la costa africana hacia el Mar Caribe, América del Norte y, en última instancia, hacia el Océano Pacífico central antes de que las olas se atenúen. [111] Estas ondas son las precursoras de muchos ciclones tropicales dentro de esta región. [112] 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 del monzón . [113] 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. [109] [114]
Deriva beta
Además de la dirección ambiental, un ciclón tropical tenderá a desplazarse hacia el polo y hacia el oeste, un movimiento conocido como "deriva beta". [115] Este movimiento se debe a la superposición de un vórtice, como un ciclón tropical, en un entorno en el que la fuerza de Coriolis varía con la latitud, como en una esfera o un plano beta . [116] La magnitud del componente del movimiento de los ciclones tropicales asociado con la deriva beta varía entre 1 y 3 m/s (3,6 a 10,8 km/h; 2,2 a 6,7 mph) y tiende a ser mayor en 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. [117] [115]
Físicamente, la circulación ciclónica de la tormenta advecta aire ambiental hacia el polo al este del centro y ecuatorial al oeste del centro. Debido a que el aire debe conservar su momento angular , esta configuración de flujo induce un giro ciclónico hacia el ecuador y hacia el oeste del centro de la tormenta y un giro anticiclónico hacia el polo y hacia el este del centro de la tormenta. El flujo combinado de estos giros actúa para adveccionar la tormenta lentamente hacia el polo y el oeste. Este efecto se produce incluso si el caudal ambiental es nulo. [118] [119] Debido a una dependencia directa de la deriva beta del momento angular, el tamaño de un ciclón tropical puede afectar la influencia de la deriva beta en su movimiento; La deriva beta ejerce una mayor influencia en el movimiento de los ciclones tropicales más grandes que en el de los más pequeños. [120] [121]
Interacción de múltiples tormentas
Un tercer componente del movimiento que ocurre con relativa poca frecuencia implica la interacción de múltiples ciclones tropicales. Cuando dos ciclones se acercan, sus centros comenzarán a orbitar ciclónicamente alrededor de un punto entre los dos sistemas. Dependiendo de su distancia de separación y de su 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 diferente, el vórtice más grande tenderá a dominar la interacción y el vórtice más pequeño orbitará a su alrededor. Este fenómeno se denomina efecto Fujiwhara, en honor a Sakuhei Fujiwhara . [122]
Interacción con los vientos del oeste de latitudes medias
Aunque un ciclón tropical normalmente se mueve de este a oeste en los trópicos, su trayectoria puede desplazarse hacia el polo y 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 una ciclón extratropical . Este movimiento, denominado " recurvatura ", ocurre comúnmente cerca del borde occidental de las principales cuencas oceánicas, donde la corriente en chorro típicamente tiene un componente hacia los polos y los ciclones extratropicales son comunes. [123] Un ejemplo de recurvatura de ciclón tropical fue el tifón Ioke en 2006. [124]
Efectos
Fenómenos naturales causados o agravados por ciclones tropicales
Los ciclones tropicales en el mar provocan grandes olas, fuertes lluvias , inundaciones y fuertes vientos, perturbando el transporte marítimo internacional y, en ocasiones, provocando naufragios. [125] Los ciclones tropicales agitan el agua, dejando una estela fría detrás de ellos, lo que hace que la región sea menos favorable para ciclones tropicales posteriores. [36] 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, ha provocado el 90% de las muertes por ciclones tropicales. [126] El ciclón Mahina produjo la marejada ciclónica más alta jamás registrada, 13 m (43 pies), en la bahía de Bathurst , Queensland , Australia , en marzo de 1899. [127] 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. [128] [129]
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. [130] El huracán Iván produjo 120 tornados, más que cualquier otro ciclón tropical. [131] La actividad de los 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. [132] [133] Los ciclones tropicales pueden aumentar la cantidad de nevadas que experimenta una región al generar humedad adicional. [134] Los incendios forestales pueden empeorar cuando una tormenta cercana aviva sus llamas con sus fuertes vientos. [135] [136]
Efecto sobre la propiedad y la vida humana.
Secuelas del huracán Ike en la península de Bolívar, TexasEl número de huracanes en el Atlántico valorados en mil millones de dólares casi se duplicó entre los años 1980 y 2010, y los costos ajustados a la inflación se han multiplicado por más de once. [137] Los aumentos se han atribuido al cambio climático y al mayor número de personas que se trasladan a las zonas costeras. [137]
Los ciclones tropicales afectan regularmente las costas de la mayoría de las principales masas de agua de la Tierra a lo largo de los océanos Atlántico , Pacífico e Índico . Los ciclones tropicales han causado una importante destrucción y pérdida de vidas humanas, lo que ha provocado alrededor de 2 millones de muertes desde el siglo XIX. [138] Grandes áreas de agua estancada causadas por inundaciones provocan infecciones , además de contribuir a enfermedades transmitidas por mosquitos . Los evacuados hacinados en los refugios aumentan el riesgo de propagación de enfermedades. [126] Los ciclones tropicales interrumpen significativamente la infraestructura, provocando cortes de energía , destrucción de puentes y carreteras, y obstaculizando los esfuerzos de reconstrucción. [126] [139] [140] Los vientos y el agua de las tormentas pueden dañar o destruir casas, edificios y otras estructuras artificiales. [141] [142] Los ciclones tropicales destruyen la agricultura, matan al ganado e impiden el acceso a los mercados tanto para compradores como para vendedores; Ambos resultan en pérdidas financieras. [143] [144] [145] Los ciclones poderosos que tocan tierra (moviéndose desde el océano a la tierra) son algunos de los más poderosos, aunque no siempre es así. Anualmente se forman en todo el mundo un promedio de 86 ciclones tropicales con intensidad de tormenta tropical, de los cuales 47 alcanzan fuerza de huracán o tifón y 20 se convierten en ciclones tropicales intensos, supertifones o huracanes importantes (al menos de intensidad de categoría 3 ). [146]
En África , los ciclones tropicales pueden originarse a partir de ondas tropicales generadas sobre el desierto del Sahara , [147] o golpear de otra manera el Cuerno de África y el sur de África . [148] [149] En marzo de 2019, el ciclón Idai azotó el centro de Mozambique y se convirtió en el ciclón tropical más mortífero registrado en África, con 1.302 muertes y daños estimados en 2.200 millones de dólares. [150] [151] La isla Reunión , ubicada al este del sur de África, experimenta algunos de los ciclones tropicales más húmedos jamás registrados. En enero de 1980, el ciclón Hyacinthe produjo 6.083 mm (239,5 pulgadas) de lluvia durante 15 días, que fue la mayor lluvia total registrada en un ciclón tropical jamás registrada. [152] [153] [154] 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 azotó Bangladesh , entonces conocido como Pakistán Oriental, y produjo 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 mortífero registrado. [155] En octubre de 2019, el tifón Hagibis azotó la isla japonesa de Honshu y causó daños por valor de 15 mil millones de dólares, lo que la convirtió en la tormenta más costosa jamás registrada en Japón. [156] Las islas que componen Oceanía , desde Australia hasta la Polinesia Francesa , se ven afectadas habitualmente por ciclones tropicales. [157] [158] [159] En Indonesia , un ciclón azotó la isla de Flores en abril de 1973, matando a 1.653 personas, lo que lo convierte en el ciclón tropical más mortífero registrado en el hemisferio sur . [160] [161]
Los huracanes del Atlántico y del Pacífico afectan periódicamente a América del Norte . En Estados Unidos , los huracanes Katrina en 2005 y Harvey en 2017 son los desastres naturales más costosos jamás sufridos por el país, con daños monetarios estimados en 125 mil millones de dólares. Katrina azotó Luisiana y destruyó en gran medida la ciudad de Nueva Orleans , [162] [163] mientras que Harvey causó importantes inundaciones en el sureste de Texas después de que cayera 60,58 pulgadas (1539 mm) de lluvia; Esta fue la precipitación total más alta registrada en el país. [163] Europa rara vez se ve afectada por ciclones tropicales; sin embargo, el continente se encuentra regularmente con tormentas después de que se convirtieron en ciclones extratropicales . Sólo una depresión tropical ( Vince en 2005) azotó España [ 164] y solo un ciclón subtropical ( la tormenta subtropical Alpha en 2020) azotó Portugal . [165] Ocasionalmente, hay ciclones de tipo tropical en el mar Mediterráneo . [166] La parte norte de América del Sur experimenta ciclones tropicales ocasionales, con 173 muertes por la tormenta tropical Bret en agosto de 1993. [167] [168] El Océano Atlántico Sur es generalmente inhóspito para la formación de una tormenta tropical. [169] Sin embargo, en marzo de 2004, el huracán Catarina azotó el sureste de Brasil como el primer huracán registrado en el Océano Atlántico Sur. [170]
Efectos ambientales
Aunque los ciclones causan enormes pérdidas de 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. [171] 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. [172] [173] [174] Los ciclones tropicales también ayudan a mantener el equilibrio térmico global al mover aire tropical cálido y húmedo a las latitudes medias y regiones polares , [175] y al regular la circulación termohalina a través de surgencias . [176] La investigación sobre ciclones del Pacífico ha demostrado que las capas más profundas del océano reciben una transferencia de calor de estas poderosas tormentas. [177] [178] Las marejadas ciclónicas y los vientos de los huracanes pueden ser destructivos para las estructuras construidas por el hombre, pero también agitan las aguas de los estuarios costeros , que suelen ser lugares importantes para la reproducción de peces . [179] Los ecosistemas, como las marismas y los bosques de manglares , pueden resultar gravemente dañados o destruidos por ciclones tropicales, que erosionan la tierra y destruyen la vegetación. [180] [181] Los ciclones tropicales pueden provocar la formación de algas nocivas en cuerpos de agua al aumentar la cantidad de nutrientes disponibles. [182] [183] [184] Las poblaciones de insectos pueden disminuir tanto en cantidad como en diversidad después del paso de las tormentas. [185] Los fuertes vientos asociados con los ciclones tropicales y sus remanentes son capaces de talar miles de árboles y causar daños a los bosques. [186]
Cuando los huracanes llegan a la costa desde el océano, se introduce sal en muchas áreas de agua dulce y eleva los niveles de salinidad demasiado altos para que algunos hábitats los puedan soportar. Algunos son capaces de hacer frente a la sal y reciclarla de nuevo en el océano, pero otros no pueden liberar el agua superficial sobrante 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. [187] Además, los huracanes pueden transportar 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 donde pasa. Estas toxinas son dañinas para las personas y los animales de la zona, así como para el medio ambiente que los rodea. [188] Los ciclones tropicales pueden causar derrames de petróleo al dañar o destruir oleoductos e instalaciones de almacenamiento. [189] [182] [190] De manera similar, se han reportado derrames químicos cuando las instalaciones químicas y de procesamiento resultaron dañadas. [190] [191] [192] Las vías fluviales se han contaminado con niveles tóxicos de metales como níquel , cromo y mercurio durante los ciclones tropicales. [193] [194]
Los ciclones tropicales pueden tener un efecto extenso en la geografía, como crear o destruir tierra. [195] [196] El ciclón Bebe aumentó el tamaño de la isla de Tuvalu , atolón Funafuti , en casi un 20%. [195] [197] [198] El huracán Walaka destruyó la pequeña Isla Este en 2018, [196] [199] que destruyó el hábitat de la foca monje hawaiana en peligro de extinción , así como las tortugas marinas y aves marinas amenazadas . [200] Los deslizamientos de tierra ocurren con frecuencia durante los ciclones tropicales y pueden alterar enormemente los paisajes; algunas tormentas son capaces de provocar de cientos a decenas de miles de deslizamientos de tierra. [201] [202] [203] [204] Las tormentas pueden erosionar las costas en un área extensa y transportar el sedimento a otros lugares. [194] [205] [206]
Climatología
Los ciclones tropicales han ocurrido en todo el mundo durante milenios. Se están llevando a cabo nuevos análisis e investigaciones para ampliar el registro histórico, mediante el uso de datos indirectos, como depósitos de inundación, crestas de playas y documentos históricos como diarios. [207] Los grandes ciclones tropicales dejan huellas en registros de sobrelavado y capas de conchas en algunas zonas costeras, que se han utilizado para obtener información sobre la actividad de los huracanes durante los últimos miles de años. [208] Los registros de sedimentos en Australia Occidental sugieren un intenso ciclón tropical en el cuarto milenio antes de Cristo . [207] Registros indirectos basados en investigaciones paleotempestológicas 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. [209] [210] En el año 957, un poderoso tifón azotó el sur de China y mató a unas 10.000 personas debido a las inundaciones. [211] La colonización española de México describió "tempestades" en 1730, [212] aunque el registro oficial de huracanes en el Pacífico sólo data de 1949. [213] En el suroeste del Océano Índico, el registro de ciclones tropicales se remonta a 1848. [214] En 2003, el proyecto de reanálisis de huracanes en el Atlántico examinó y analizó el registro histórico de ciclones tropicales en el Atlántico desde 1851, ampliando la base de datos existente desde 1886. [215]
Antes de que las imágenes satelitales estuvieran disponibles durante el siglo XX, muchos de estos sistemas pasaban desapercibidos a menos que impactaran contra la tierra o que un barco los encontrara por casualidad. [1] A menudo, en parte debido a la amenaza de huracanes, muchas regiones costeras tenían una población escasa entre los puertos principales hasta la llegada del turismo automovilístico; por lo tanto, es posible que en algunos casos las porciones más severas de los huracanes que azotan la costa no hayan sido medidas. Los efectos combinados de la destrucción de barcos y la llegada a tierra remota limitan gravemente el número de huracanes intensos en el registro oficial antes de la era de los aviones de reconocimiento de huracanes y la meteorología por satélite. Aunque el registro muestra un claro aumento en el número y la fuerza de los huracanes intensos, los expertos consideran los primeros datos como sospechosos. [216] La capacidad de los climatólogos para realizar un análisis a largo plazo de los ciclones tropicales está limitada por la cantidad de datos históricos confiables. [217] Durante la década de 1940, el reconocimiento aéreo de rutina comenzó tanto en la cuenca del Atlántico como en la del Pacífico occidental a mediados de la década de 1940, lo que proporcionó datos reales sobre el terreno; sin embargo, los primeros vuelos solo se realizaron una o dos veces al día. [1] Los satélites meteorológicos en órbita polar fueron lanzados por primera vez por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos en 1960, pero no fueron declarados operativos hasta 1965. [1] Sin embargo, algunos de los centros de alerta tardaron varios años en aprovechar esto. nueva plataforma de visualización y desarrollar la experiencia necesaria para asociar las firmas de los satélites con la posición y la intensidad de las tormentas. [1]
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 huracanados de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) o más. [1] En todo el mundo, la actividad de los ciclones tropicales alcanza su punto máximo a finales del verano, cuando la diferencia entre las temperaturas en el aire 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. [218] En el Océano Atlántico Norte, se produce una temporada de ciclones distinta del 1 de junio al 30 de noviembre, con un pico pronunciado desde finales de agosto hasta septiembre. [218] El pico estadístico de la temporada de huracanes en el Atlántico es el 10 de septiembre. El Océano Pacífico nororiental tiene un período de actividad más amplio, pero en un período de tiempo similar al del Atlántico. [219] El Pacífico noroeste sufre ciclones tropicales durante todo el año, con un mínimo en febrero y marzo y un pico a principios de septiembre. [218] En la cuenca del norte de la India, las tormentas son más comunes de abril a diciembre, con picos en mayo y noviembre. [218] 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 finales de abril, con picos desde mediados de febrero hasta principios de marzo. [218] [22]
De varios modos de variabilidad en el sistema climático, El Niño-Oscilación del Sur tiene el mayor efecto sobre la actividad de los ciclones tropicales. [220] La mayoría de los ciclones tropicales se forman en el lado de la cresta subtropical más cercano al ecuador, luego se mueven hacia el polo más allá del eje de la cresta antes de recurrir al cinturón principal de los vientos del oeste . [221] Cuando la posición de las crestas subtropicales cambia debido a El Niño, también lo harán las trayectorias preferidas de los ciclones tropicales. Las áreas al oeste de Japón y Corea tienden a experimentar muchos menos impactos de ciclones tropicales entre septiembre y noviembre durante El Niño y los años neutrales. [222] Durante los años de La Niña , la formación de ciclones tropicales, junto con la posición de las crestas subtropicales, 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 . [222] El Océano Atlántico experimenta una actividad deprimida debido al aumento de la cizalladura vertical del viento en la región durante los años de El Niño. [223] Los ciclones tropicales están influenciados además por el modo meridional del Atlántico, la oscilación cuasi bienal y la oscilación Madden-Julian . [220] [224]
Influencia del cambio climático
El promedio de 20 años del número anual de huracanes de Categoría 4 y 5 en la región del Atlántico aproximadamente se ha duplicado desde el año 2000. [229]Las percepciones en los Estados Unidos difieren en términos políticos, sobre si el cambio climático fue un "factor importante" que contribuyó a varios eventos climáticos extremos experimentados por los encuestados. [230] 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 del lugar donde los ciclones alcanzan su máxima intensidad se encuentran entre 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 está calentando las temperaturas del océano , potencialmente hay más combustible disponible. [231] Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superiores en la escala Saffir-Simpson . La tendencia fue más clara en el Atlántico Norte y en el Océano Índico Meridional. En el Pacífico Norte, los ciclones tropicales se han desplazado hacia los polos hacia aguas más frías y no hubo ningún aumento en su intensidad durante este período. [232] Con un calentamiento de 2 °C (3,6 °F), se espera que un mayor porcentaje (+13%) de ciclones tropicales alcancen la fuerza de Categoría 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. [233]
El aire más cálido puede contener más vapor de agua: el contenido máximo teórico de vapor de agua viene dado por la relación 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. [234] [235] Todos los modelos que se evaluaron en un artículo de revisión de 2019 muestran un aumento futuro de las tasas de lluvia. [2] Un aumento adicional del nivel del mar aumentará los niveles de marejadas ciclónicas. [236] [237] Es posible que las olas de viento extremas experimenten un aumento como consecuencia de los cambios en los ciclones tropicales, lo que exacerba aún más los peligros de las marejadas ciclónicas para las comunidades costeras. [238] Se prevé que los efectos compuestos de las inundaciones, las marejadas ciclónicas y las inundaciones terrestres (ríos) aumenten debido al calentamiento global . [237]
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 disminuida en las proyecciones futuras. [238] Por ejemplo, un artículo de 2020 que compara nueve modelos climáticos de alta resolución encontró fuertes disminuciones en la frecuencia en el Océano Índico meridional y el hemisferio sur en general, al tiempo que encontró señales mixtas para los ciclones tropicales del hemisferio norte. [239] Las observaciones han mostrado pocos cambios en la frecuencia general de ciclones tropicales en todo el mundo, [240] con una mayor frecuencia en el Atlántico norte y el Pacífico central, y disminuciones significativas en el sur del Océano Índico y el oeste del Pacífico norte. [241] Ha habido 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. [242] En el Pacífico Norte, también pudo haber habido una expansión hacia el este. [236] Entre 1949 y 2016, hubo una desaceleración en las velocidades de traslación de los ciclones tropicales. Aún no está claro hasta qué punto esto puede atribuirse al cambio climático: no todos los modelos climáticos muestran esta característica. [238]
Un artículo de revisión de un estudio publicado en 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 . [243]
Históricamente, los ciclones tropicales han ocurrido en todo el mundo durante miles de años, y se estima que uno de los primeros ciclones tropicales registrados ocurrió en Australia Occidental alrededor del año 4000 a.C. [207] Sin embargo, antes de que las imágenes satelitales estuvieran disponibles durante el siglo XX, no había forma de detectar un ciclón tropical a menos que impactara la tierra o que un barco lo encontrara por casualidad. [1]
Los ciclones tropicales intensos plantean un desafío particular de 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 sólo están disponibles si la tormenta pasa sobre una isla o una zona costera, o si hay un barco cerca. 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 este motivo, existen equipos de meteorólogos que se adentran en la trayectoria de los ciclones tropicales para ayudar a evaluar su fuerza en el punto de tocar tierra. [244]
Los ciclones tropicales son rastreados por satélites meteorológicos que capturan 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, puede observarse mediante un radar meteorológico Doppler terrestre . El radar desempeña un papel crucial cuando llega a tierra al mostrar la ubicación y la intensidad de una tormenta cada varios minutos. [245] Otros satélites proporcionan información a partir de las perturbaciones de las señales GPS , proporcionando miles de instantáneas por día y capturando la temperatura, la presión y el contenido de humedad atmosféricos. [246]
Se pueden tomar mediciones in situ , en tiempo real, 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 . [247] Estos aviones vuelan directamente hacia el ciclón y toman mediciones directas y por teledetección. Los aviones también lanzan sondas 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 , un pequeño avión no tripulado pilotado remotamente, sobrevoló la tormenta tropical Ofelia cuando pasaba por la costa este de Virginia durante la temporada de huracanes de 2005 . También se completó con éxito una misión similar en el Océano Pacífico occidental. [248]
Desde la década de 1970 es evidente una disminución general de las tendencias de error en la predicción de la trayectoria de los ciclones tropicales.
Previsión
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 futura y la fuerza de los sistemas de alta y baja presión. Combinando modelos de pronóstico con una mayor comprensión de las fuerzas que actúan sobre los ciclones tropicales, así como con una gran cantidad de datos provenientes de satélites en órbita terrestre y otros sensores, los científicos han aumentado la precisión de los pronósticos de trayectoria en las últimas décadas. [249] Sin embargo, los científicos no son tan hábiles para predecir la intensidad de los ciclones tropicales. [250] La falta de mejora en el pronóstico de intensidad se atribuye a la complejidad de los sistemas tropicales y a una comprensión incompleta de los factores que afectan su desarrollo. Los distintos centros de alerta ofrecen nueva información sobre la posición y el pronóstico de los ciclones tropicales al menos cada seis horas. [251] [252] [253] [254] [255]
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 sobre el nivel promedio del mar. [256] Las alturas geopotenciales para el clima se dividen en varios niveles. El nivel de altura geopotencial más bajo es 850 hPa (25,10 inHg), lo que representa los 1.500 m (5.000 pies) 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. [257] El siguiente nivel, 700 hPa (20,67 inHg), se encuentra a una altura de 2300 a 3200 m (7700 a 10 500 pies); 700 hPa se considera el punto más alto de la atmósfera inferior. En esta capa, tanto el movimiento vertical como los niveles de humedad se utilizan para localizar y crear pronósticos de precipitación. [258] El nivel medio de la atmósfera está a 500 hPa (14,76 inHg) o una altura de 4.900 a 6.100 m (16.000 a 20.000 pies). El nivel de 500 hPa se utiliza para medir la vorticidad atmosférica, comúnmente conocida como giro del aire. También se analiza la humedad relativa a esta altura para establecer dónde es probable que se materialicen las precipitaciones. [259] El siguiente nivel ocurre a 300 hPa (8,859 inHg) o una altura de 8200 a 9800 m (27 000 a 32 000 pies). [260] El nivel más alto se encuentra a 200 hPa (5,906 inHg), lo que corresponde a una altura de 11.000 a 12.000 m (35.000 a 41.000 pies). Tanto el nivel de 200 como el de 300 hPa se utilizan principalmente para localizar la corriente en chorro. [261]
sociedad y Cultura
Preparativos
La señal de ruta de evacuación en Tulane Avenue en Nueva Orleans muestra líneas de inundaciones de larga data después del huracán Katrina.
Antes del inicio de la temporada formal, los políticos y los meteorólogos, entre otros, instan a la gente a prepararse para los efectos de un ciclón tropical. Se preparan determinando su riesgo ante los diferentes tipos de clima que causan los ciclones tropicales, verificando su cobertura de seguro y suministros de emergencia, así como también determinando adónde evacuar si es necesario. [262] [263] [264] Cuando se desarrolla un ciclón tropical y se pronostica que impactará la tierra, cada nación miembro de la Organización Meteorológica Mundial emite varias alertas y advertencias para cubrir los efectos esperados. [265] Sin embargo, existen algunas excepciones: el Centro Nacional de Huracanes de los Estados Unidos y el Servicio Meteorológico de Fiji son responsables de emitir o recomendar advertencias para otras naciones en su área de responsabilidad. [266] [267] [268] : 2–4
Una decisión importante en la preparación individual es determinar si evacuar un área que se verá afectada por un ciclón tropical y cuándo hacerlo. [269] Los gráficos de seguimiento de ciclones tropicales permiten a las personas rastrear los sistemas en funcionamiento para formarse sus propias opiniones sobre hacia dónde se dirigen las tormentas y si necesitan o no prepararse para el sistema que se está rastreando, incluida una posible evacuación. Esto continúa siendo alentado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Centro Nacional de Huracanes. [270]
La respuesta a los huracanes es la respuesta al desastre después de un huracán. Las actividades realizadas por el personal de respuesta a huracanes incluyen evaluación, restauración y demolición de edificios; remoción de escombros y desechos; reparaciones de infraestructura terrestre y marítima ; y servicios de salud pública, incluidas operaciones de búsqueda y rescate . [271] La respuesta a los huracanes requiere coordinación entre entidades federales, tribales, estatales, locales y privadas. [272] Según las Organizaciones Nacionales de Voluntariado Activas en Desastres , los posibles voluntarios de respuesta deben afiliarse a organizaciones establecidas y no deben desplegarse por sí solos, de modo que se pueda brindar la capacitación y el apoyo adecuados para mitigar el peligro y el estrés del trabajo de respuesta. [273]
El personal de respuesta a huracanes enfrenta muchos peligros. El personal de respuesta a huracanes puede estar expuesto a contaminantes químicos y biológicos, incluidos productos químicos almacenados, aguas residuales , restos humanos y crecimiento de moho fomentado por las inundaciones, [274] [275] [276], así como al asbesto y plomo que pueden estar presentes en edificios más antiguos. [275] [277] Las lesiones comunes surgen de caídas desde alturas, como desde una escalera o desde superficies niveladas; por electrocución en zonas inundadas, incluida la retroalimentación de generadores portátiles ; o por accidentes automovilísticos . [274] [277] [278] 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 . Además, 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 realizan tareas físicamente difíciles. [274] [277]
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Centro de Huracanes del Pacífico Central de los 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 – Sur del Océano Índico de 90°E a 125°E, al norte de 10°S
Oficina Australiana de Meteorología: Océano Índico Sur y Océano Pacífico Sur de 90°E a 160°E
Servicio Meteorológico Nacional de Papua 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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