Tornado de Moore, en el estado de Oklahoma (EE.UU) – 20/05/2013.

Realmente espectaculares son las imágenes de los tornados que han afectado a muchas zonas de Estados Unidos durante estos últimos días, y que se producen cada año. Fotos que siempre podemos observar en informativos, periódicos, Internet y, especialmente, en las redes sociales. Y es que es allí, en Estados Unidos, donde se producen la gran mayoría de los episodios de tornados de todo el mundo, y donde se reúnen unas condiciones extraordinarias, que dan lugar a la formación de las que seguramente en muchos casos son las tormentas más severas de todo el mundo.

Pero… ¿Cómo se forman? ¿Cómo se desarrollan? ¿Por qué se forman casi siempre en las Grandes Llanuras del interior de EE.UU? A continuación intentaremos responder a las cuestiones anteriores.

Para la formación de las tormentas que, posteriormente, pueden formar tornados, se requieren principalmente dos factores que se dan con bastante frecuencia en Estados Unidos:

-Masa de aire cálido y muy húmedo  

Modelo conceptual de la primera masa de aire que interviene en la formación de tormentas severas en EE.UU – ©MeteoBadajoz.

Las cálidas aguas del Golfo de México, proporcionan ese carácter cálido y húmedo a las masas de aire que sobrevuelan la zona. Esta masa de aire tropical marítima, asciende en latitud desde el cálido entorno del Golfo de México, con un flujo de vientos del sur y suroeste, adentrándose por el sur de Estados Unidos, hacia los estados del interior.

-Masa de aire frío y seco  

Modelo conceptual de la segunda masa de aire que interviene en la formación de tormentas severas en EE.UU – ©MeteoBadajoz.

El segundo factor, es el descuelgue de una borrasca desde Canadá, que arrastra una importante masa de aire polar continental (fría y seca), o bien una masa de aire polar marítima desde el Pacífico (fría y húmeda), pero que acaba perdiendo toda la humedad al cruzar las Montañas Rocosas, para llegar al interior del país como una masa de aire fría y muy seca.

También cabe destacar que en este proceso interviene una tercera masa de aire cálido y seco, que llega desde el suroeste de EE.UU, pero es algo menos importante. Son principalmente las masas de aire polar-continental, y tropical-marítima.

Modelo conceptual del choque de masas de aire que ocurre en la formación de tormentas severas en EE.UU – ©MeteoBadajoz.

La violenta colisión de estas dos masas de aire, descritas anteriormente, con características totalmente opuestas, provoca que el aire cálido (que es menos denso) ascienda sobre el aire frío (más denso), provocando una reacción explosiva, en forma de convección, que origina esas potentísimas tormentas que acaban formando uno o varios tornados. Estas nubes de tormentas son llamadas supercélulas cuando adquieren un grado de organización muy elevado, que son las que normalmente derivan en tornados, aunque no siempre lo hacen.

Ésto en cuanto a la formación de las tormentas, pero lo que de verdad ocasiona la formación de los tornados, es que exista mucha cizalladura vertical del viento, es decir, que encontremos grandes diferencias tanto en la dirección, como en la velocidad del viento a diferentes alturas de la Troposfera.

Modelo conceptual de la cizalladura vertical del viento – Se muestran varios vectores (en color rojo) que indican la dirección y velocidad del viento en función de la altura, en un frente frío – ©MeteoBadajoz.

Esta presencia de grandes cambios en la dirección e intensidad del viento con la altura, hace girar una o varias columnas de aire, horizontalmente, que son inclinadas por las corrientes ascendentes que forman las enormes nubes de tormenta (llamadas cumulonimbus). Cuando estas columnas de aire rotan verticalmente, se empiezan a formar pequeños vórtices en la base de la tormenta; es aquí cuando se empieza a formar el tornado. A esa columna de aire que gira verticalmente en el interior de la gran nube de tormenta, se le denomina mesociclón.

Después de lo anterior, la base de la nube rota a gran velocidad y se acelera, formándose un pequeño embudo que desciende desde la base de la tormenta, en busca del suelo. En ese momento, en superficie también se empiezan a notar los vientos intensos asociados a esta violenta rotación de la columna de aire, y se producen los primeros levantamientos de polvo y material no demasiado pesado. Poco después, el tornado puede tocar tierra, y las consecuencias, como sabemos, pueden ser horrendas.

-Tornado Alley  

Mapa de riesgo de tornados en Estados Unidos – ©MeteoBadajoz.

Aunque no existe una delimitación oficial de la zona donde se dan estas condiciones anteriormente mencionadas, el callejón de los tornados (Tornado Alley, en inglés) es una extensa zona que abarca desde las Montañas Rocosas (al oeste del país), hasta los Montes Apalaches (al este del país). Es allí donde normalmente se produce esa colisión de masas de aire de la que hemos hablado más arriba.

Las tormentas se forman prácticamente en cualquier punto del país, pero los tornados se generan principalmente en los estados centrales de Estados Unidos y, a lo largo de varias horas, se desplazan, junto con las tormentas, hacia los estados más orientales del país.

Trayectorias de los tornados ocurridos en EE.UU entre 1950 y 2006.

En el mapa superior se observan los tornados que se han producido en EEUU entre los años 1950 y 2006. Son espectaculares las trayectorias y la gran cantidad de tornados que se han producido en las regiones centrales y orientales de este país, y que han sido registrados a lo largo de los años por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica  (NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration).

Desde luego, una gran labor la de ésta organización estadounidense, que fue fundada en 1970, y que a día de hoy desempeña un trabajo fundamental para la predicción y prevención de éstos fenómenos.

Zoom sobre las trayectorias de tornados ocurridos entre 1950 y 2006 en los estados centrales de EE.UU.

Merece la pena hacer un pequeño zoom en el mapa, para poder comprobar que algunas de estas trazas que vemos sobre el mapa, tienen longitudes reales de más de 100 kilómetros en algunos casos. Y es que ésta zona de las Grandes Llanuras se caracteriza precisamente por eso, por un extenso llano, donde esas potentes tormentas se desplazan sin encontrar apenas obstáculos orográficos, por lo que las líneas de tormentas se forman y se desarrollan con gran intensidad y en un ambiente potencialmente inestable.

Es necesario destacar que, en numerosas ocasiones, las supercélulas no se desarrollan en ambientes demasiado inestable, es decir, no es necesario que los índices de inestabilidad (que son calculados por muchos modelos meteorológicos) se encuentren en valores muy altos. Digamos que el equilibrio de éstos índices que miden la inestabilidad en la atmósfera, es lo que más favorece la formación de tormentas severas.

Edificio gravemente afectado por el paso de un tornado – Ventanas reventadas y objetos expulsados hacia el exterior.

Otro fenómeno directamente asociado a la ocurrencia de tornados, y también bastante destructivo (aunque se puede decir que es invisible), está relacionado con la presión atmosférica. Cuando se produce un tornado, la presión atmosférica en el centro de éste, es decir, en el lugar más cercano al tornado de la superficie terrestre, es tremendamente baja, y muy diferente a la presión atmosférica que lo rodea.

Un tornado funciona de la misma manera que una borrasca, es decir, succiona el aire que está a su alrededor, hacia el centro de la baja presión, pero dado que su tamaño es muy local (afecta a una zona concreta), la succión del aire que lo rodea se produce de una forma mucho más violenta, aunque la bajísima presión en su centro no es comparable con ninguna borrasca.

Pues bien, cuando un tornado pasar sobre una casa o edificio, o muy cerca de alguna estructura de este tipo, la enorme diferencia de presión entre el interior del edificio y el exterior, provoca un fenómeno de “sobrepresión” que actúa de una forma muy parecida a una explosión.

En la fotografía superior se puede observar un ejemplo de este tipo de fenómenos asociados a diferencias brutales de presión, con las cortinas y persianas expulsadas y colgadas hacia el exterior del edificio, síntoma de la tremenda expansión y succión del aire hacia el exterior. Digamos que todo sale por las ventanas hacia el centro del tornado, porque donde hay alta presión y al lado baja presión, el aire circula de la alta a la baja, siempre tiende a “rellenar” la baja presión, a equilibrar la presión.

-Escala Fujita  

Escala Fujita mejorada (EF), elaborada en 2007.

La intensidad de los tornados es evaluada por la escala Fujita mejorada (EF), elaborada en 2007. Recibe ese nombre por el Dr. Theodore Fujita, que elaboró la primera escala de intensidad de tornados en 1971. La escala Fujita describe la intensidad de los tornados, y relaciona los daños causados, con la velocidad del viento.

Y como una imagen vale más que mil palabras, la siguiente fotografía puede parecer menos impresionante que ver una imagen de un barrio reducido a escombros, pero la que se muestra a continuación nos hace pensar en la increíble fuerza que acompaña a estos fenómenos extremos… ¿Cómo iría esa gran astilla de madera para entrar de esa forma tan limpia en el bordillo?:

O esta otra foto de un tenedor clavado en un árbol…

© UltimateChase.com

-Detección de tormentas en imágenes de satélite  

Animación de imágenes visibles del satélite americano GOES-15 – Caso del tornado de Moore, Oklahoma 20/05/2013.

Es muy fácil diferenciar la aparición de tormentas a través de las distintas imágenes que nos ofrecen los satélites meteorológicos que sobrevuelan nuestros cielos en cada instante. A diferencia del resto de estructuras nubosas que podemos ver en imágenes de satélite, las tormentas aparecen como estructuras redondeadas, en ocasiones en forma de líneas, otras veces agrupadas, pero normalmente aparecen en forma de columnas alargadas y con un punto de origen fijo, es decir, el efecto que producen a vista de satélite es de una especie de chimenea: una zona fija de la cual surge toda la nubosidad de desarrollo vertical, que va progresivamente agrandándose y expandiéndose, igual como ocurre con los incendios, pero con nubosidad.

Las imágenes de alta resolución, como la animación mostrada en la imagen superior, son todo un ejemplo de imágenes visibles que ayudan mucho a su visualización. Las tormentas aparecen asociadas al frente frío, porque es ahí donde entran en contacto la dos grandes y diferentes masas de aire. En la animación superior: por la derecha la masa de aire tropical marítima sube desde el Golfo de México, y por la izquierda, el aire frío y seco avanza hacia el interior. ¿Resultado? Ese crecimiento incontrolado de tormentas.

-Ejemplos de tornados y otros fenómenos asociados a potentes tormentas  

En numerosas ocasiones, las supercélulas no sólo vienen acompañadas de fenómenos extremos como los tornados, ya que existe una gran variedad de fenómenos severos asociados a éstas poderosas estructuras tormentosas.

En estos eventos severos se producen los mismos fenómenos que podemos vivir en cualquier otra tormenta, sólo que éstos se hacen mucho más violentos y, como consecuencia, potencialmente peligrosos para la población. Por ejemplo, el tamaño del granizo aumenta considerablemente, dadas las fortísimas corrientes ascendentes que alimentan la tormenta; las precipitaciones son muchísimo más abundantes en función de si son tormentas de alta/baja precipitación; las corrientes descendentes de la tormenta son mucho más poderosas, por lo que se producen fuertes desplomes de aire frío desde la cima de la tormenta y las rachas de viento pueden llegar a ser huracanadas; entre otros fenómenos.

-Es recomendable que los vídeos que se muestran a continuación sean vistos con la máxima calidad posible-

El siguiente vídeo es realmente espeluznante, no sólo por el fenómeno en sí, que ya es mucho, sino sobre todo por la voz de esa mujer que reza para que el tornado no pase por su casa, mientras la increíble rotación de la base de la tormenta (mesociclón) se acerca hacia su casa, amenazando con la aparición del tornado…

En el vídeo que se muestra a continuación, se puede observar otro tipo de fenómeno, que muchas veces es confundido con el paso de un tornado, dadas las fortísimas rachas de viento que desatan en algunas tormentas. Corresponde a una impresionante tormenta que pasó por la ciudad de Ocean City, en el estado de Maryland, el pasado 24/7/2011. Éste fenómeno se conoce con el nombre de reventón, y consiste en una poderosa corriente descendente que arrastra una masa de aire muy fría y que, al impactar contra la superficie terrestre, se expande de forma violenta en todas direcciones, provocando daños muy parecidos a los que produce un tornado, pero en este caso, no hay ningún embudo. Son masas de aire frío que caen, literalmente, desde la cima de la tormenta, y van acompañadas de la precipitación, ya sea lluvia intensa o granizo:

Otro fenómeno destacable y también muy asociado a las grandes tormentas, son las granizadas. En algunas ocasiones, como el caso del siguiente vídeo, el tamaño de las piedras de granizo es bastante considerable. Además, a partir del minuto 2:20, se puede observar que la tormenta también venía acompañada de fuertes rachas de viento que dan muestra de la potencia de la corriente descendente de la tormenta. Este vídeo corresponde a una violenta tormenta de granizo el 15/9/2010 en Wichita (Kansas), también en Estados Unidos:

Así pues, con este pequeño trabajo sobre la formación de los tornados, se ha intentado explicar de una forma muy generalizada los mecanismos de formación de estos fenómenos extremos que cada año afectan, no sólo a Estados Unidos, sino también a otras muchas zonas del mundo. Y es que somos tan frágiles ante la naturaleza…

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Javier Piñero Fuentes – MeteoBadajoz

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