El pronóstico de la trayectoria de un ciclón tropical implica predecir dónde se desplazará un ciclón tropical durante los próximos cinco días, cada 6 a 12 horas. La historia del pronóstico de la trayectoria de los ciclones tropicales ha evolucionado desde un enfoque de estación única a un enfoque integral que utiliza una variedad de herramientas y métodos meteorológicos para hacer predicciones. El clima de un lugar en particular puede mostrar signos de la aproximación del ciclón tropical, como aumento del oleaje, aumento de la nubosidad, caída de la presión barométrica, aumento de las mareas, ráfagas y fuertes lluvias.
Las fuerzas que afectan la dirección de los ciclones tropicales son los vientos del oeste de latitudes más altas, la cresta subtropical y el efecto beta causado por cambios de la fuerza de Coriolis dentro de fluidos como la atmósfera . Las predicciones precisas de la trayectoria dependen de determinar la posición y la fuerza de las áreas de alta y baja presión , y de predecir cómo esas áreas migrarán durante la vida de un sistema tropical. Se utilizan modelos de pronóstico por computadora para ayudar a determinar este movimiento con una antelación de cinco a siete días en el futuro.
Los métodos mediante los cuales se pronostican los ciclones tropicales han cambiado con el paso del tiempo. Los primeros pronósticos conocidos en el hemisferio occidental fueron realizados por el teniente coronel William Reed del Cuerpo de Ingenieros Reales de Barbados en 1847. Reed utilizó principalmente mediciones de presión barométrica como base para sus pronósticos. Benito Viñes, SJ , introdujo un sistema de pronóstico y alerta basado en los cambios en la nubosidad en La Habana durante la década de 1870. El pronóstico del movimiento de los huracanes se basó en los movimientos de las mareas, así como en los cambios de nubes y barómetros a lo largo del tiempo. En 1895, se observó que las condiciones frías con una presión inusualmente alta precedían a los ciclones tropicales en las Indias Occidentales durante varios días. Antes de principios del siglo XX, la mayoría de los pronósticos se realizaban mediante observaciones directas en estaciones meteorológicas, que luego se transmitían a los centros de pronóstico mediante telégrafo . No fue hasta la llegada de la radio a principios del siglo XX que los pronosticadores pudieron disponer de las observaciones desde barcos en el mar. A pesar de la emisión de alertas y avisos de huracanes para los sistemas que amenazan la costa, el pronóstico de la trayectoria de los ciclones tropicales no se produjo hasta 1920. [1] En 1922, se sabía que los vientos de 3 kilómetros (9.800 pies) a 4 kilómetros (13.000 pies) de altura sobre la superficie del mar dentro del cuadrante frontal derecho de las tormentas eran representativos de la dirección de una tormenta, y que los huracanes tendían a seguir la isobara cerrada más externa de la cresta subtropical . [2]
En 1937, se utilizaron radiosondas para ayudar en la predicción de ciclones tropicales. [2] La siguiente década vio la llegada del reconocimiento militar a través de aviones, comenzando con el primer vuelo dedicado a un huracán en 1943, y el establecimiento de los Cazadores de Huracanes en 1944. En la década de 1950, los radares meteorológicos costeros comenzaron a ser utilizado en los Estados Unidos, y los vuelos de reconocimiento de investigación realizados por el precursor de la División de Investigación de Huracanes comenzaron en 1954. [3] El lanzamiento del primer satélite meteorológico, TIROS-I, en 1960, introdujo nuevas técnicas para el pronóstico de ciclones tropicales que siguen siendo importantes. hasta el día de hoy. En la década de 1970, se introdujeron boyas para mejorar la resolución de las mediciones de superficie, que hasta ese momento no estaban disponibles en todas las superficies del mar. [3]
Aproximadamente cuatro días antes de un ciclón tropical típico, un océano de 1 metro (3,3 pies) de altura se desplazará aproximadamente cada 10 segundos, moviéndose hacia la costa desde la dirección de la ubicación del ciclón tropical. El oleaje del océano aumentará lentamente en altura y frecuencia cuanto más se acerque un ciclón tropical a la tierra. Dos días antes del paso del centro, los vientos se calman cuando el ciclón tropical interrumpe el flujo de viento ambiental. A las 36 horas del paso del centro, la presión comienza a caer y un velo de cirros blancos se acerca desde la dirección del ciclón . Dentro de las 24 horas posteriores al máximo acercamiento al centro, las nubes bajas comienzan a moverse, también conocidas como la barra de un ciclón tropical, a medida que la presión barométrica comienza a caer más rápidamente y los vientos comienzan a aumentar. A las 18 horas de la llegada del centro, es común que haya tormentas , con aumentos repentinos del viento acompañados de lluvias o tormentas eléctricas. Los vientos aumentan dentro de las 12 horas posteriores a la aproximación del centro, y ocasionalmente alcanzan la fuerza de un huracán. La superficie del océano se cubre de espuma. Los objetos pequeños empiezan a volar con el viento. A las 6 horas de la llegada del centro, la lluvia se vuelve continua y la marejada ciclónica comienza a llegar tierra adentro. Una hora después del centro, la lluvia se vuelve muy intensa y se experimentan los vientos más fuertes dentro de un ciclón tropical. Cuando el centro llega con un fuerte ciclón tropical, las condiciones climáticas mejoran y el sol se vuelve visible a medida que el ojo se mueve sobre nuestras cabezas. En este punto, la presión deja de caer cuando se alcanza la presión más baja dentro del centro de la tormenta. Aquí también es cuando se produce la profundidad máxima de la marejada ciclónica. Una vez que el sistema se aleja, los vientos se invierten y, junto con la lluvia, aumentan repentinamente. La marejada ciclónica retrocede a medida que la presión aumenta repentinamente a raíz de su centro. Un día después del paso del centro, el cielo nublado bajo es reemplazado por un cielo nublado más alto y la lluvia se vuelve intermitente. 36 horas después del paso del centro, el cielo nublado se disipa y la presión comienza a estabilizarse. [4]
El flujo a gran escala sinóptico determina entre el 70 y el 90 por ciento del movimiento de un ciclón tropical. El flujo medio de capas profundas a través de la troposfera se considera la mejor herramienta para determinar la dirección y velocidad de la trayectoria. Si las tormentas experimentan una cizalladura vertical significativa del viento , el uso de un viento de nivel más bajo, como el nivel de presión de 700 hPa (a una altura de 3.000 metros (9.800 pies) sobre el nivel del mar), funcionará como un mejor predictor. El conocimiento del efecto beta se puede utilizar para orientar un ciclón tropical, ya que conduce a un rumbo más noroeste para los ciclones tropicales en el hemisferio norte debido a las diferencias en la fuerza de coriolis alrededor del ciclón. [5] Por ejemplo, el efecto beta permitirá que un ciclón tropical se desplace hacia el polo y ligeramente a la derecha del flujo de dirección de la capa profunda mientras el sistema se encuentra al sur de la cresta subtropical. Las tormentas que se mueven hacia el noroeste se mueven más rápido y hacia la izquierda, mientras que las tormentas que se mueven hacia el noreste se mueven más lentamente y hacia la izquierda. Cuanto más grande sea el ciclón, mayor será probablemente el impacto del efecto beta. [6]
Cuando dos o más ciclones tropicales están cerca uno del otro, comienzan a girar ciclónicamente alrededor del punto medio entre sus centros de circulación. En el hemisferio norte, esto ocurre en el sentido contrario a las agujas del reloj, y en el hemisferio sur, en el sentido de las agujas del reloj. Por lo general, los ciclones tropicales deben estar a una distancia de 1.450 kilómetros (900 millas) entre sí para que se produzca este efecto. Es un fenómeno más común en el norte del Océano Pacífico que en otros lugares, debido a la mayor frecuencia de actividad de ciclones tropicales que ocurre en esa región. [7]
Pueden ocurrir pequeñas oscilaciones en la trayectoria de un ciclón tropical cuando la convección se distribuye de manera desigual dentro de su circulación. Esto puede deberse a cambios en la cizalladura vertical del viento o en la estructura interna del núcleo. [7] Debido a este efecto, los meteorólogos utilizan un movimiento a más largo plazo (de 6 a 24 horas) para ayudar a pronosticar los ciclones tropicales, lo que actúa para suavizar tales oscilaciones. [6]
Las computadoras de alta velocidad y un sofisticado software de simulación permiten a los meteorólogos ejecutar modelos informáticos que pronostican 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 y 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. [8] La adición de misiones de sondas de viento alrededor de ciclones tropicales en lo que se conocen como misiones de flujo sinóptico en la cuenca del Atlántico disminuyó el error de seguimiento entre un 15 y un 20 por ciento. [9] El uso de un consenso de modelos de pronóstico, así como de miembros conjuntos de los distintos modelos, puede ayudar a reducir el error de pronóstico. [7] Sin embargo, independientemente de cuán pequeño sea el error promedio, aún son posibles errores grandes dentro de la guía. [10] Un pronóstico de trayectoria preciso es importante, porque si el pronóstico de trayectoria es incorrecto, los pronósticos de intensidad, lluvia, marejadas ciclónicas y amenaza de tornados también serán incorrectos.
Los pronósticos dentro de los avisos de huracanes se emitieron un día en el futuro en 1954 antes de extenderse a dos días en el futuro en 1961, y a tres días en el futuro en 1964. [11] A partir de mediados y finales de la década de 1990, las investigaciones sobre ciclones tropicales y La forma en que los modelos de pronóstico manejan los sistemas condujo a mejoras sustanciales en el error de seguimiento. [12] En 2001, el error se había reducido lo suficiente como para extender el seguimiento a cinco días en el futuro en avisos públicos. Además, a las 1700 UTC durante la temporada de huracanes, se realiza una llamada de coordinación de mediano alcance entre el Centro de Predicción Hidrometeorológica y el Centro Nacional de Huracanes para coordinar la colocación de ciclones tropicales en los pronósticos de presión de mediano alcance dentro de 6 y 7 días para el futuro. Cuencas del Pacífico nororiental y del Atlántico. De vez en cuando, incluso en este rango de tiempo, se pueden hacer predicciones acertadas. [13]
En los pronósticos, el Centro Nacional de Huracanes utiliza un cono de pronóstico de trayectoria para la representación gráfica de la incertidumbre en sus pronósticos sobre la ubicación futura de un ciclón tropical. El cono representa la posición probable del centro de circulación de un ciclón tropical y se forma dibujando un conjunto de círculos centrados en cada punto de pronóstico: 12, 24, 36, 48 y 72 horas para un pronóstico de tres días, así como 96 y 120 horas para un pronóstico de cinco días. El radio de cada círculo es igual a abarcar dos tercios de los errores históricos de pronóstico oficial para el período de cinco años anterior. Luego se construye el cono dibujando una línea tangente que conecta el límite exterior de todos los círculos. El Centro Nacional de Huracanes afirma que "se puede esperar que toda la trayectoria del ciclón tropical permanezca dentro del cono aproximadamente entre el 60% y el 70% del tiempo". [14]
