Unas notas sobre ciclones subtropicales e híbridos. Parte II: Consideraciones térmicas y dinámicas

Es fundamental analizar las diferencias estructurales cinemáticas, dinámicas y térmicas de los ciclones tropicales, extratropicales, etc., y extraer las consecuencias que deberán ser analizadas, diagnosticadas, pronosticadas y detectadas en las diferentes herramientas

La Parte I, Introducción y conceptos básicos, apareció en la RAM de mayo de 2011:
https://www.tiempo.com/ram/13957/unas-notas-sobre-ciclones-subtropicales-e-hibridos-parte-i/

3.- Algunas consideraciones sobre conceptos térmicos y dinámicos

Es fundamental analizar las diferencias estructurales cinemáticas, dinámicas y térmicas de los ciclones tropicales, extratropicales, etc., y extraer las consecuencias que deberán ser analizadas, diagnosticadas, pronosticadas y detectadas en las diferentes herramientas (datos de satélites y radar, salidas de modelo numéricos, datos de superficie, etc.). Nos focalizaremos en las singularidades térmicas en su vertical y horizontal que a su vez, por las ecuaciones de la dinámica de fluidos, condicionan las de tipo cinemático y dinámico.

Ciclones tropicales

Son estructuras, que desde el punto de vista de anomalías, se caracterizan por poseer:

  • Una anomalía cálida en toda la troposfera y fría en la estratosfera y situadas en la vertical una de la otra, con ausencia de cizalladura vertical del viento.
  • Una anomalía de presión y de geopotencial /altura en la troposfera. Recuérdese que son mínimos depresionarios.
  • La anomalía de geopotencial y presión están concentradas en niveles bajos, diminuyendo con la altura. Los vientos más intensos se encuentran en capas bajas y cerca y muy concentrado alrededor del centro del ciclón en superficie.
Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
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Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Figura 9. Distribución conceptual de la estructura térmica y de anomalías de alturas en un ciclón (L, en superficie) tropical.

Nótese que los ciclones tropicales generan mínimos depresionarios muy acusados cerca de su centro y cerca de capas bajas. A medida que ascendemos la perturbación de altura disminuye. Algo parecido podemos decir con los vientos alrededor de la baja: máximos en capas bajas y disminuyendo con la altura. La verticalidad de la anomalía cálida es otro hecho destacable.

Queda fuera de estas notas explicar que una anomalía de temperatura, generada por efectos diabáticos, en capas bajas tiende a generar una anomalía de vorticidad (potencial, VP) ciclónica asociada: giro del viento alrededor de ella. Los efectos térmicos, dinámicos y cinemáticas se dan la mano en estos sistemas.

Ciclones extratropicales o borrascas de latitudes medias

Desde el punto de vista de las anomalías, se caracterizan por poseer:

  • Una anomalía fría en casi toda la troposfera y cálida en la estratosfera e inclinadas en la vertical una de la otra, con fuerte cizalladura vertical del viento que tiende a crecer con la altura.
  • Una anomalía de presión y de geopotencial /altura muy marcada en la troposfera media-alta.
  • Las anomalías de geopotencial y presión están concentradas en niveles altos, diminuyendo en niveles bajos. Los vientos más intensos se encuentran en niveles medios-altos, ligados a la corriente en chorro.
Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Figura 11. Distribución conceptual de la estructura térmica y de anomalías de alturas en un ciclón o borrasca extratropical, L, bien desarrollada. La anomalía fría troposférica y la cálida estratosférica suelen estar más marcadas que las opuestas en dichos niveles.

Los contrastes térmicos horizontales y verticales son las fuentes del desarrollo de estos sistemas. Las anomalías de geopotencial se centran en niveles medios-altos y la estratosfera queda hundida en, detrás e inclinadas en la vertical de la baja en superficie. Los vientos máximos se suelen desarrollar en los niveles de las anomalías máximas, en niveles altos.

Si existe un proceso de ciclogénesis intensa o explosiva los máximos de viento también se pueden dar en superficie y por lo tanto se generan anomalías de presión/altura en capas bajas.

Ciclones híbridos

Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Figura 12. Distribución conceptual de la estructura térmica y de anomalías de alturas en un ciclón (L) híbrido en su fase madura.

Los contrastes térmicos verticales y mixtos son las fuentes del desarrollo de estos sistemas: baroclinos y diabáticos (a la anomalía inferior cálida en capas bajas). Las anomalías de geopotencial se centran en niveles medios-altos y niveles bajos. La estratosfera queda hundida sobre la baja en superficie. Los vientos máximos se suelen desarrollar en los niveles máximos de las anomalías en niveles altos y niveles bajos. El viento intenso en capas bajas decrece con la altura y permite el desarrollo del ciclón híbrido en niveles inferiores. Posteriormente vuelve a crecer el viento, ligado a la estructura sinóptica que lo soporta, como se verá en otro capítulo.

Hay que hacer notar que la figura 12 se corresponde con un ciclón híbrido que ha desarrollado ya su anomalía cálida y se ha colocado en la vertical de la vaguada fría o baja en altura. Anteriormente, la estructura fría- cálida (de menor intensidad) estaban situadas no verticalmente: la estructura fría, más al oeste que la baja incipiente y de carácter cálido, y ésta más al este que la primera.

El proceso de profundización de la baja en capas bajas (ciclogénesis) suele comenzar antes de desarrollar la estructura híbrida.

Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Unas Notas Sobre Ciclones Subtropicales E Híbridos. Parte Ii: Consideraciones Térmicas Y Dinámicas
Figura 13. Perturbaciones de altura/geopotencial en la vertical, arriba, asociadas a los tres tipos de ciclones analizados y sus graduaciones de simetrías en las imágenes de satélite, abajo. Fuente: NOAA-NASA

A modo de resumen de este apartado, podemos decir que los ciclones son estructuras sinópticas caracterizadas por estar asociadas a mínimos de presión en superficie donde el viento gira en sentido contrario de las agujas del reloj (Hemisferio Norte) y conforman una anomalía de presión/altura respecto a su entorno. Estas perturbaciones en altura/geopotencial se pueden deber a efectos diabáticos generados por la actividad convectiva profunda y generalizada (tropicales) o a las diferencias de temperatura en la horizontal y vertical (extratropicales). Entre ambos extremos existen otros de carácter mixto, llamados ciclones híbridos que se dan en aguas subtropicales.

Los ciclones subtropicales e híbridos son aquellos que poseen características de los tropicales y extratropicales. Cuando desarrollan una anomalía térmica bien definida en capas bajas centrada en la baja en superficie, se tiene a un ciclón propiamente híbrido.

La distribución espacio-temporal de las anomalías de geopotencial, temperatura y humedad condicionan las formas simétricas y asimétricas de las estructuras nubosas de los extremos (tropical/simétrico-extratropical/asimétrico). En el medio, se encuadran las estructuras mixtas de los ciclones híbridos.

Seguidamente se pasará a realizar una clasificación de los ciclones subtropicales e híbridos según el entorno sinóptico de su formación.

Continuará en Parte III

https://www.tiempo.com/ram/14811/unas-notas-sobre-ciclones-subtropicales-e-hibridos-parte-iii/

Clasificación sinóptica

Esta entrada se publicó en Reportajes en 02 Abr 2011 por Francisco Martín León