Un vórtice ciclónico de la troposfera superior es un vórtice o circulación con un centro definible, que generalmente se mueve lentamente de este-noreste a oeste-suroeste y prevalece durante la estación cálida del hemisferio norte . Sus circulaciones generalmente no se extienden por debajo de los 6080 metros (19 950 pies) de altitud, ya que es un ejemplo de una baja de núcleo frío . Una onda invertida débil en los vientos del este generalmente se encuentra debajo de ella, y también puede estar asociada con amplias áreas de nubes de nivel alto. El desarrollo descendente da como resultado un aumento de cúmulos nublados y la aparición de circulación a nivel del suelo. En casos raros, un ciclón de núcleo cálido puede desarrollarse en su actividad convectiva asociada, lo que resulta en un ciclón tropical y un debilitamiento y movimiento hacia el suroeste del vórtice ciclónico de la troposfera superior cercano. Pueden existir relaciones simbióticas entre los ciclones tropicales y las bajas de nivel superior en su estela, y los dos sistemas ocasionalmente conducen a su fortalecimiento mutuo. Cuando se desplazan sobre la tierra durante la estación cálida, se produce un aumento de las lluvias monzónicas.
Utilizando gráficos de circulación media de 200 hectopascales para julio a agosto (ubicados a 9.200 metros (30.200 pies) sobre el nivel del mar ) para localizar las depresiones y dorsales circumpolares , las líneas de depresiones se extienden sobre el Pacífico Norte oriental y central y sobre el Atlántico Norte. Se han realizado estudios de caso de ciclones de la troposfera superior en el Atlántico y el Pacífico utilizando informes de aviones ( vientos , temperaturas y alturas), datos de radiosonda , imágenes de nubes de satélites geoestacionarios y vientos rastreados por nubes en toda la troposfera. [1] Se determinó que eran el origen de las bajas del núcleo frío de la troposfera superior, o bajas de corte. [2]
El ciclón troposférico superior tropical tiene un núcleo frío, lo que significa que es más fuerte en altura que en la superficie de la Tierra, o más fuerte en áreas de la troposfera con presiones más bajas. Esto se explica por la relación del viento térmico . [3] También significa que una piscina de aire frío en altura está asociada con la característica. Si tanto una baja de núcleo frío de la troposfera superior como una vaguada de onda del este de la troposfera inferior están en fase, con la onda del este cerca o al este del ciclón de nivel superior , se mejora el desarrollo de tormentas eléctricas (también conocido como convección húmeda). Si están desfasados, con la onda tropical al oeste de la circulación de nivel superior, la convección se suprime debido a la convergencia en altura que conduce a un movimiento descendente sobre la onda tropical o la vaguada superficial en los vientos del este. Los ciclones de nivel superior también interactúan con vaguadas en los vientos del oeste subtropicales, como los frentes fríos y los frentes estacionarios . Cuando las perturbaciones subtropicales en el hemisferio norte se desplazan activamente hacia el sur, o excavan, el área entre el anticiclón de la troposfera superior al oeste y el núcleo frío de baja presión al este generalmente tiene fuertes vientos del noreste además de un rápido desarrollo de actividad de tormentas eléctricas activas. Las bandas de nubes asociadas con los vórtices ciclónicos de la troposfera superior están alineadas con la cizalladura vertical del viento. Las imágenes satelitales animadas de nubes son una mejor herramienta para su detección y seguimiento tempranos. La convergencia de bajo nivel causada por la baja presión de corte puede desencadenar líneas de turbonadas y mares agitados, y las bandas de nubes espirales de bajo nivel causadas por la circulación de nivel superior son paralelas a la dirección del viento de bajo nivel. [2] Esto también se ha observado con las bajas de nivel superior que ocurren en latitudes más altas. Por ejemplo, en áreas donde se desarrollan bandas de nieve de pequeña escala dentro del sector frío de los ciclones extratropicales . [4]
En el hemisferio norte , la vaguada troposférica superior tropical (TUTT) normalmente ocurre entre mayo y noviembre, con una actividad máxima entre julio y septiembre. James Sadler sugirió un modelo revisado para la TUTT durante la primera parte de la temporada de tifones en el Pacífico occidental. Tanto Sadler como Lance Bosart han demostrado que las células ciclónicas de la vaguada troposférica superior tropical son causadas por la perturbación de latitud media que gira alrededor del lado occidental de la vaguada troposférica superior tropical cuando la dorsal subtropical al sur es bastante débil. En el Atlántico norte, la TUTT se caracteriza por el patrón de circulación semipermanente que se forma en el Atlántico norte entre agosto y noviembre. Toby Carlson evaluó los datos sobre el mar Caribe oriental para octubre de 1965 y señaló la presencia de un ciclón de núcleo frío en la troposfera superior. [5] Estos ciclones de núcleo frío generalmente se forman cerca de las Azores y se mueven hacia el sur y el oeste hacia una latitud de 20°N. Estas circulaciones se extienden sobre un área de aproximadamente 20° de latitud (o 2.220 kilómetros [1.200 millas náuticas]) y 40° de longitud. El nivel más bajo de circulación cerrada debajo del ciclón de núcleo frío de nivel superior se encuentra a menudo entre el nivel de 700 y el de 500 hectopascales (3.000 metros [9.800 pies] a 5.800 metros [19.000 pies] sobre el nivel del mar ). Sus ciclos de vida duran de 5 a 14 días. [6]
Los centros ciclónicos de la troposfera superior en el Atlántico Norte difieren de los del Pacífico Norte. La mayoría de ellos son detectables en el campo de baja temperatura de la troposfera como vaguadas frías en los vientos del este. Tienden a inclinarse verticalmente hacia el noreste. Las nubes cumulonimbus y las precipitaciones se producen en el cuadrante sureste, aproximadamente a 5° de latitud (o 555 kilómetros [300 millas náuticas]) del centro del ciclón superior. Pueden existir grandes variaciones de cobertura de nubes en diferentes sistemas. [2] La vaguada de la troposfera superior tropical de verano es una característica dominante sobre las regiones de vientos alisios del Océano Atlántico Norte, el Golfo de México y el Mar Caribe, y las respuestas de la troposfera inferior a la vaguada de la troposfera superior tropical en el Atlántico Norte son diferentes de las del Pacífico Norte. [5]
El TUTT de verano en el hemisferio sur se encuentra sobre la región de los vientos alisios del Pacífico central oriental y puede causar ciclogénesis tropical en alta mar en América Central . El profesor de la Universidad de Hawái James C. Sadler ha documentado ciclones tropicales sobre el Pacífico norte oriental que fueron revelados por observaciones satelitales meteorológicas , y sugirió que la circulación de la troposfera superior es un factor en el desarrollo, así como en la historia de vida, de los ciclones tropicales. [7] Ralph Huschke y Gary Atkinson propusieron que un viento húmedo del suroeste que resulta de los alisios del sureste del Pacífico sur oriental que se desvían hacia las costas del Pacífico de América Central entre junio y noviembre, se conoce como " temporal ". [1] [8] Los temporales son más frecuentes en julio y agosto, cuando pueden alcanzar la fuerza de un vendaval y causar mares agitados/oleaje. El área de fuertes lluvias generalmente se ubica en el cuadrante noreste aproximadamente a 5° de latitud (o 555 kilómetros (300 millas náuticas)) del ojo. [2] En el Pacífico occidental, las bajas presiones troposféricas tropicales superiores son la causa principal de los pocos ciclones tropicales que se desarrollan al norte del paralelo 20 norte y al este del meridiano 160 este durante los eventos de La Niña . [9]
Los ciclones y las vaguadas superiores que se desplazan a su paso pueden generar canales de salida adicionales y contribuir al proceso de intensificación de los ciclones tropicales. Las perturbaciones tropicales en desarrollo pueden contribuir a la creación o profundización de vaguadas o depresiones superiores a su paso debido a la corriente en chorro que emana de la perturbación o ciclón tropical en desarrollo. [10] [11] En el Pacífico Norte occidental, existen fuertes relaciones recíprocas entre las áreas de formación de ciclones tropicales y las de las vaguadas monzónicas de la troposfera inferior y la vaguada troposférica superior tropical . [2] El movimiento de los ciclones tropicales también puede verse influenciado por las células TUTT dentro de los 1.700 kilómetros (920 millas náuticas) de su posición, lo que puede dar lugar a trayectorias de ciclones tropicales no climatológicas. [12]
A medida que las bajas temperaturas en niveles superiores se mueven en sentido retrógrado sobre las masas terrestres, pueden aumentar la actividad de tormentas eléctricas durante la tarde. Esto magnifica los regímenes monzónicos regionales, como el que se da sobre el oeste de América del Norte cerca de la frontera con Estados Unidos y México, que se puede utilizar para pronosticar eficazmente los aumentos repentinos de la magnitud de las precipitaciones durante el monzón. [13] En el norte del océano Índico, la formación de este tipo de vórtice conduce al inicio de las lluvias monzónicas durante la estación húmeda . [14]