Un eco en forma de gancho es una señal de radar meteorológico colgante o en forma de gancho que forma parte de algunas tormentas eléctricas supercelulares . Se encuentra en las partes más bajas de una tormenta cuando el aire y la precipitación fluyen hacia un mesociclón , lo que da como resultado una característica curva de reflectividad . El eco se produce por la lluvia, el granizo o los escombros que se envuelven alrededor de la supercélula. [1] Es uno de los sellos distintivos clásicos de las supercélulas productoras de tornados . [2] El Servicio Meteorológico Nacional puede considerar la presencia de un eco en forma de gancho que coincida con una señal de vórtice de tornado como suficiente para justificar la emisión de una advertencia de tornado . [3] [4]
Debido a la naturaleza impredecible y potencialmente catastrófica de los tornados, la posibilidad de detectarlos a través del radar se discutió en la comunidad meteorológica en los primeros días del radar meteorológico. [5] La primera asociación entre tornados y el eco en gancho fue descubierta por EM Brooks en 1949. [6] Brooks notó circulaciones con radios de aproximadamente 8 a 16 km en el radar. Estas circulaciones estaban asociadas con tormentas eléctricas supercelulares y Brooks las denominó "ciclones de tornado".
La primera asociación documentada entre un eco en forma de gancho y un tornado confirmado ocurrió cerca de Champaign-Urbana, Illinois, el 9 de abril de 1953. [5] [7] Este evento fue descubierto involuntariamente por el ingeniero eléctrico de Illinois State Water Survey, Donald Staggs. Staggs estaba reparando y probando una unidad de radar de medición de precipitación experimental cuando notó un eco de radar inusual que estaba asociado con una tormenta eléctrica cercana. El eco inusual parecía ser un área de precipitación con la forma del número seis, de ahí el término moderno "eco en forma de gancho". Staggs decidió registrar el eco para que los meteorólogos lo analizaran más a fondo . Tras revisar los datos del eco inusual, los meteorólogos FA Huff, HW Heiser y SG Bigler determinaron que se había producido un tornado destructivo en la ubicación geográfica que correspondía con el eco "en forma de seis" visto en el radar.
El destacado investigador de tormentas severas Ted Fujita también documentó ecos en forma de gancho con varias tormentas supercelulares que ocurrieron el 9 de abril de 1953, el mismo día del descubrimiento de Huff et al. [8] Después de un estudio detallado de la evolución de los ecos en forma de gancho, Fujita planteó la hipótesis de que ciertas tormentas eléctricas fuertes pueden ser capaces de rotar.
JR Fulks desarrolló la primera hipótesis sobre la formación de ecos de gancho en 1962. [9] Fulks analizó datos de velocidad del viento de unidades de radar meteorológico Doppler que se instalaron en el centro de Oklahoma en 1960. Los datos Doppler sobre la velocidad del viento durante tormentas eléctricas demostraron una asociación entre una fuerte cizalladura horizontal del viento y mesociclones, que se identificaron como capaces de producir tornados . [2]
Los ecos en forma de gancho son un reflejo del movimiento del aire dentro y alrededor de una tormenta supercelular. Delante de la base de la tormenta, la corriente entrante del entorno es absorbida por la inestabilidad de la masa de aire. A medida que se mueve hacia arriba, se enfría más lentamente que el entorno de la nube, porque se mezcla muy poco con él, creando un tubo libre de ecos que termina en niveles más altos para formar una región de eco débil delimitada o BWER. [2] Al mismo tiempo, un flujo de nivel medio de aire frío y más seco ingresa a la nube de tormenta eléctrica. Debido a que es más seco que el entorno, es más denso y se hunde detrás de la nube y forma la corriente descendente del flanco trasero , secando la porción de nivel medio de la parte posterior de la nube. Las dos corrientes forman una cizalladura vertical del viento, que luego desarrolla rotación y puede interactuar aún más para formar un mesociclón. El endurecimiento de la rotación cerca de la superficie puede crear un tornado. [2]
Cerca de la zona de interacción en la superficie, habrá una ranura seca causada por la corriente ascendente en un lado y el área nublada debajo de la corriente descendente del flanco trasero en el otro lado. Esta es la fuente del eco en forma de gancho que se ve en el radar cerca de la superficie. Los ecos en forma de gancho son, por lo tanto, un indicador relativamente confiable de la actividad de tornados; sin embargo, simplemente indican la presencia de una estructura de mesociclón más grande en la tormenta tornadica en lugar de detectar directamente un tornado. [2] Durante algunos tornados destructivos, los escombros que se elevan desde la superficie pueden detectarse como una " bola de escombros " en el extremo de la estructura en forma de gancho. No todas las tormentas eléctricas que exhiben ecos en forma de gancho producen tornados, y no todas las supercélulas productoras de tornados contienen ecos en forma de gancho.
El uso de sistemas de radar meteorológico Doppler, como NEXRAD , permite la detección de mesociclones fuertes de bajo nivel que producen tornados incluso cuando no hay eco en forma de gancho y también otorga mayor certeza cuando hay un eco en forma de gancho. Al detectar hidrometeoros que se mueven hacia y desde la ubicación del radar, se revelan las velocidades relativas del aire que fluye dentro de diferentes partes de una tormenta. Estas áreas de rotación estrecha conocidas como "parejas de velocidad" son ahora el desencadenante principal para la emisión de una advertencia de tornado. La firma del vórtice del tornado es una detección basada en algoritmos de esto. [10]
Los ecos en forma de gancho no siempre son evidentes. En particular, en el sur de los Estados Unidos , las tormentas eléctricas tienden a adoptar una estructura de más precipitaciones alrededor de un mesociclón, lo que da lugar a la supercélula de alta variación de precipitaciones (HP) que oculta la forma de gancho. Las supercélulas HP, en cambio, suelen tener una muesca en el flanco frontal (FFN) o pendiente de alta reflectividad, que parece una forma de "frijol". Otro factor limitante es la resolución del radar. Antes de 2008, NEXRAD tenía una resolución de alcance de 1000 metros, mientras que los procesos que dan lugar a un eco en forma de gancho ocurren a menor escala. [11]
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