Un tope penetrante (o cima sobrevolante ) es una protuberancia en forma de cúpula que sobresale de la parte superior del yunque de una tormenta eléctrica y se dirige hacia la estratosfera inferior . [1] [2] Cuando un tope penetrante está presente durante 10 minutos o más, es una fuerte indicación de que la tormenta es severa . [3]
Cuando se forma una tormenta eléctrica, las nubes se acumulan verticalmente en la atmósfera hasta que la corriente ascendente de la tormenta (aire cálido ascendente) alcanza un nivel de equilibrio (NE) ; el punto en el que el aire circundante tiene aproximadamente la misma temperatura o incluso más caliente. [4] Este punto de equilibrio suele estar marcado por la tropopausa . En lugar de seguir ascendiendo hacia la estratosfera, el crecimiento vertical de las nubes se detiene abruptamente y, en su lugar, las nubes se extienden horizontalmente, formando una especie de "yunque" en la parte superior de la tormenta eléctrica. [3]
Un tope de sobreimpulso se forma cuando la corriente ascendente de una tormenta, debido al impulso del ascenso rápido y la fuerza de elevación a través de la capa convectiva libre (LCL), sobresale de su nivel de equilibrio, formando una estructura en forma de domo sobre el yunque. [5] Esto puede ocurrir con cualquier nube cumulonimbus cuando la inestabilidad es alta. Mientras que los yunques se forman en el nivel de equilibrio, los topes de sobreimpulso continúan hasta el nivel máximo de parcela (MPL) .
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Las fuertes corrientes ascendentes delineadas por las cimas que se extienden por encima de la superficie pueden actuar como una barrera contra el flujo de aire circundante. Los vientos estratosféricos rápidos pueden aumentar ligeramente al encontrarse con cimas que se extienden por encima de la superficie, enfriándose y produciendo una estela turbulenta de temperaturas más frías aguas abajo de la corriente ascendente. Esta interacción también arroja hielo y vapor de agua de la nube de yunque, formando una columna de cirros que emana de la región de la corriente ascendente, [6] [7] aunque esto es más evidente en entornos de latitudes medias donde la tropopausa es típicamente más baja y la inversión asociada más amplia. [8] Estas columnas de cirros pueden ser más cálidas que la nube de yunque subyacente debido a la mezcla de aire de la estratosfera más cálida . Denominadas columnas de cirros por encima del yunque (AACP), la aparición de estas características en imágenes satelitales se ha asociado con eventos climáticos severos. [6] [7] Un estudio de 2018 publicado en Weather and Forecasting encontró que el 73 por ciento de los informes de clima severo significativos en los Estados Unidos estaban asociados con tormentas que producían AACP y que los AACP surgían un promedio de 31 minutos antes de la emisión de advertencias de clima severo . [9] Las simulaciones sugieren que los topes de sobreimpulso se comportan como saltos hidráulicos en presencia de fuertes vientos en altura, lo que permite el transporte de más de 7 t (7,7 toneladas) de vapor de agua a la estratosfera inferior por segundo. [10]
Muchas tormentas eléctricas presentan un tope que sobresale en algún momento de su ciclo de vida. [4] En tormentas eléctricas más débiles, el tope que sobresale es de corta duración y, a menudo, adquiere una apariencia tenue. [5] Si el tope que sobresale sube y baja de manera cíclica y cada protuberancia persiste solo unos minutos, entonces podría indicar que la tormenta es pulsante y no tan fuerte como una tormenta con un tope que sobresale continuamente. [11]
Un tope superior que dura más de 10 minutos es una señal de una fuerte corriente ascendente en una tormenta eléctrica, lo que indica una gran probabilidad de que la tormenta esté produciendo condiciones meteorológicas severas . [4] Si el tope superior es continuo, es una indicación de una mayor probabilidad de que la tormenta sea una supercélula , es decir, una tormenta rotatoria. [5] Durante un tornado fuerte , el tope superior puede rodar o doblarse a medida que la nueva actividad sube por la parte posterior mientras que el frente del tope superior colapsa en la tormenta. Durante un tornado de larga trayectoria, toda la parte superior de la tormenta, incluida la parte superior superior, puede descender miles de pies. [ cita requerida ]
Una tormenta lo suficientemente potente como para producir un tope prolongado normalmente produce lo siguiente [ cita requerida ] :
