Un mesociclón es una región de rotación ( vórtice ) de mesoescala meso-gamma (o escala de tormenta) , típicamente de alrededor de 2 a 6 mi (3,2 a 9,7 km) de diámetro, que se detecta con mayor frecuencia en el radar dentro de tormentas eléctricas . En el hemisferio norte, generalmente se ubica en el flanco posterior derecho (borde posterior con respecto a la dirección de movimiento) de una supercélula , o a menudo en el flanco oriental o principal de una variedad de supercélula de alta precipitación . El área superpuesta por la circulación de un mesociclón puede tener varios kilómetros (millas) de ancho, pero sustancialmente más grande que cualquier tornado que pueda desarrollarse dentro de ella, y es dentro de los mesociclones donde se forman tornados intensos . [1]
Los mesociclones son vórtices de escala media de aire ascendente y convergente que circulan alrededor de un eje vertical. Se asocian con mayor frecuencia a una región local de baja presión . Su rotación es (por lo general) en la misma dirección que los sistemas de baja presión en un hemisferio determinado: en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur, con las únicas excepciones ocasionales de los mesociclones de menor escala. Los mesoanticiclones que giran en una dirección opuesta pueden acompañar a los mesociclones dentro de una supercélula, pero estos tienden a ser más débiles y, a menudo, más transitorios que los mesociclones, que pueden mantenerse durante decenas de minutos u horas, y también se forman cíclicamente en sucesión dentro de una supercélula. Los mesoanticiclones son relativamente comunes con las supercélulas que se mueven hacia la izquierda que se separan de las supercélulas madre en ciertos regímenes de cizalladura vertical del viento.
Un mesociclón es un fenómeno que suele ser difícil de observar directamente. La evidencia visual de rotación (como las bandas de entrada curvas ) puede sugerir la presencia de un mesociclón, pero el cilindro de aire circulante suele ser demasiado grande para reconocerlo cuando se lo observa desde el suelo, o puede no llevar nubes lo suficientemente diferenciadas del aire más tranquilo circundante como para que el flujo de aire circulante sea obvio.
Los mesociclones se identifican mediante observaciones de radar meteorológico Doppler como una señal de rotación que cumple criterios específicos de magnitud, profundidad vertical y duración. En las pantallas de radar NEXRAD de EE. UU. , los mesociclones identificados algorítmicamente, como por ejemplo mediante el algoritmo de detección de mesociclones (MDA), suelen estar resaltados mediante un círculo sólido amarillo en la pantalla de velocidad Doppler ; otros servicios meteorológicos pueden tener otras convenciones. [ cita requerida ]
Son de mayor preocupación cuando están contenidos dentro de tormentas eléctricas severas, ya que los mesociclones a menudo ocurren junto con corrientes ascendentes en supercélulas, dentro de las cuales se pueden formar tornados cerca del intercambio con una corriente descendente.
Los mesociclones se localizan, aproximadamente de 2 km (1,2 mi) a 10 km (6,2 mi) de diámetro dentro de fuertes tormentas eléctricas. [2] Las tormentas eléctricas que contienen mesociclones persistentes son tormentas eléctricas supercelulares (aunque algunas supercélulas e incluso tormentas tornadicas no producen relámpagos ni truenos y, por lo tanto, técnicamente no son tormentas eléctricas). El radar meteorológico Doppler se utiliza para identificar mesociclones. Un mesovórtice es una característica rotacional similar pero típicamente más pequeña y débil asociada con las líneas de turbonadas .
Los mesociclones se forman cuando los fuertes cambios de velocidad y/o dirección del viento con la altura (" cizalladura del viento ") hacen que partes de la parte inferior de la atmósfera giren en rollos invisibles similares a tubos. La corriente ascendente convectiva de una tormenta luego atrae este aire giratorio, inclinando la orientación de los rollos hacia arriba (de paralelos al suelo a perpendiculares) y haciendo que toda la corriente ascendente gire como una columna vertical. [3]
A medida que la corriente ascendente gira e ingiere aire más frío y húmedo de la corriente descendente del flanco delantero (FFD), puede formar una nube de pared, una capa giratoria de nubes que desciende desde la base de la nube de tormenta ambiental debajo del mesociclón de nivel medio. La nube de pared tiende a formarse más cerca del centro del mesociclón. A medida que desciende, puede formarse una nube de embudo cerca de su centro. Esta suele ser la primera etapa visible del desarrollo de un tornado .
La galería a continuación muestra las tres etapas de desarrollo de un mesociclón y una vista del movimiento relativo de la tormenta en el radar de un tornado productor de mesociclón sobre Greensburg, Kansas, el 4 de mayo de 2007. La tormenta estaba en proceso de producir un tornado EF5 en el momento de la imagen.
La forma más fiable de detectar un mesociclón es mediante un radar meteorológico Doppler . Los valores altos cercanos de signo opuesto dentro de los datos de velocidad son la forma en que se detectan. [4] Los mesociclones se ubican con mayor frecuencia en el flanco posterior derecho de las tormentas supercelulares y cuando están incrustados dentro de líneas de turbonadas (mientras que los mesovórtices se forman con mayor frecuencia en el flanco frontal de las líneas de turbonadas), y pueden distinguirse por una firma de rotación de eco en forma de gancho en un mapa de radar meteorológico. Las señales visuales, como una nube mural giratoria o un tornado, también pueden indicar la presencia de un mesociclón. Es por esto que el término ha entrado en un uso más amplio en relación con las características giratorias en tormentas severas.
La formación de tornados no se entiende por completo, pero a menudo ocurre de una de dos maneras. [5] [6]
En el primer método, deben cumplirse dos condiciones. En primer lugar, debe formarse un efecto de giro horizontal sobre la superficie de la Tierra, que suele tener su origen en cambios repentinos en la dirección o la velocidad del viento, conocidos como cizalladura del viento. [7] En segundo lugar, debe estar presente una nube cumulonimbus o, en ocasiones, una nube cúmulo. [7]
Durante una tormenta eléctrica, las corrientes ascendentes son a veces lo suficientemente potentes como para levantar la hilera de aire horizontal que gira hacia arriba, convirtiéndola en una columna de aire vertical. Esta columna de aire vertical se convierte entonces en la estructura básica del tornado. Los tornados que se forman de esta manera suelen ser débiles y suelen durar menos de 10 minutos. [7]
El segundo método se produce durante una tormenta supercelular, en las corrientes ascendentes dentro de la tormenta. Cuando los vientos se intensifican, la fuerza liberada puede hacer que las corrientes ascendentes roten. Esta corriente ascendente rotatoria se conoce como mesociclón. [8]
Para que un tornado se forme de esta manera, una corriente descendente en el flanco trasero entra en el centro del mesociclón desde atrás. El aire frío, al ser más denso que el aire cálido, es capaz de penetrar la corriente ascendente. La combinación de la corriente ascendente y la corriente descendente completa el desarrollo de un tornado. Los tornados que se forman de esta manera suelen ser violentos y pueden durar más de una hora. [7]
Un vórtice convectivo de mesoescala (MCV), también conocido como centro de vorticidad de mesoescala o remolino de Neddy, [9] es un mesociclón dentro de un sistema convectivo de mesoescala (MCS) que atrae vientos en un patrón circular, o vórtice, en los niveles medios de la troposfera y normalmente está asociado con un flujo anticiclónico en altura, con una región de cizalladura del viento aeronáuticamente problemática entre el aire superior e inferior. Con un núcleo de solo 30 a 60 millas (48 a 97 km) de ancho y de 1 a 3 millas (1,6 a 4,8 km) de profundidad, un MCV a menudo se pasa por alto en los mapas meteorológicos estándar . Los MCV pueden persistir hasta dos días después de que su sistema convectivo de mesoescala original se haya disipado. [9]
El MCV huérfano puede convertirse en la semilla del próximo brote de tormentas eléctricas. Un MCV que se desplaza hacia aguas tropicales, como el Golfo de México, puede servir como núcleo de un ciclón tropical . Un ejemplo de esto fue el huracán Barry en 2019. Los MCV pueden producir tormentas de viento muy grandes; a veces los vientos pueden alcanzar más de 100 millas por hora (160 km/h). El Derecho del Sur del Medio Oeste de mayo de 2009 fue un derecho progresivo extremo y un vórtice convectivo de mesoescala que azotó el sureste de Kansas, el sur de Missouri y el suroeste de Illinois el 8 de mayo de 2009.
