Unas notas sobre ciclones subtropicales e híbridos. Parte V y final: herramientas

La tarea de identificar y de categorizar los CS (Ciclones Subtropicales) no es fácil ni inmediata ya que el limite entre los diferentes tipos de ciclones, tropicales-subtropicales e híbridos no está muy bien definido en ciertos momentos de su ciclo de vida.

Francisco Martín León, meteorólogo Palabras claves: ciclón, tropical, subtropical, híbrido, mixto, transición extratropical, borrasca convección, efectos diabáticos, transición tropical, ciclogénesis.

Las Partes I, II, III y IV de estas notas se pueden encontrar en:

  1. Introducción:
    https://www.tiempo.com/ram/13957/unas-notas-sobre-ciclones-subtropicales-e-hibridos-parte-i/
  2. Generalidades:
    https://www.tiempo.com/ram/14352/notas-ciclones-subtropicales-hibridos-parte2/
  3. Clasificación sinóptica:
    https://www.tiempo.com/ram/14811/unas-notas-sobre-ciclones-subtropicales-e-hibridos-parte-iii/
  4. Climatología:
    https://www.tiempo.com/ram/15483/unas-notas-sobre-ciclones-subtropicales-e-hibridos-parte-iv-climatologia/

Herramientas para analizar y diagnosticar los ciclones subtropicales e híbridos

La tarea de identificar y de categorizar los CS (Ciclones Subtropicales) no es fácil ni inmediata ya que el limite entre los diferentes tipos de ciclones, tropicales-subtropicales e híbridos no está muy bien definido en ciertos momentos de su ciclo de vida. Para ello se requiere ciertos conocimientos meteorológicos, algunos de los cuales se han visto en los links y notas anteriores, y otros trataremos de mostrarlos someramente mediante la utilización de ciertas herramientas, datos, observaciones, salidas de modelos numéricos, etc. Indicaremos algunas pautas de usos y limitaciones de cómo diagnosticar los CS.

Comenzaremos con las imágenes de los satélites pasivos, como las de los satélites geoestacionarios (MSG, GOES, etc.,) que nos muestran la cobertura nubosa de los sistemas atmosféricos, en particular la de las estructuras ciclónicas. Seguidamente se pasará a analizar las herramientas de ciertos satélites polares que permiten observar las anomalías térmicas a diferentes niveles, distinguiendo, de una manera más fehaciente la estructura vertical e interna del ciclón desde el punto de vista térmico. Se revisarán las herramientas relativas a los diagramas de fase de los ciclones que nos permiten diagnosticar el grado de profundidad y simetría analizada y prevista de un ciclón con reflejo en superficie por los modelos numéricos de predicción. Otros datos complementarios, como la estructura de vientos en capas bajas por modelos, satélites u observados, la estructura de los campos de precipitación, agua precipitable e incluso los datos de rayos podrían ser analizados pero enfocados a la diagnosis de los CS ya identificados (estos datos de descargas no se comentarán ni usarán aquí).

1.- Imágenes de satélite: detectando la convección organizada alrededor del centro del ciclón

Las imágenes VIS e IR de los satélites geoestacionarios, preferentemente, siguen siendo herramientas fundamentales para analizar la existencia de convección organizada y la fase de organización alrededor del centro del ciclón, pudiendo existir una zona libre de convección en el centro de su seno y a veces recordar a la forma de un “ojo” de un huracán, sin serlo estrictamente. No cabe duda que las imágenes clásicas de los satélites sólo muestran los topes de la cobertura nubosa sin penetrar en ellos y darnos pistas de su estructura interna, que es lo fundamental, pero a pesar de esto son una pieza ineludible para el análisis y el seguimiento de los CS.

Existen algunas reglas básicas para inferir indirectamente si un ciclón está experimentando una transición a ciclón híbrido:

  • La convección se desarrolla y se organiza alrededor del centro de la baja en superficie, tanto en la parte delantera/occidental como en la trasera/oriental de la baja en superficie como en el seno de la vaguada o DANA que lo soporta.
  • Aparecen estructuras en forma de “riñón” o “alubia” en la parte trasera u oriental de la baja que se mantiene con el tiempo.
  • Los cirros cumulogénitos tienden a expandirse relativamente poco alrededor de la baja, por la ausencia de vientos intensos en capas altas.
  • Separación o desaparición de las zonas baroclinas/frontales de la zona convectiva central de la baja. Este hecho es muy común, pero se han detectado ciclones híbridos con sistemas frontales donde han coexistido ambos sistemas nubosos.
  • Lo mismo ocurre con los chorros en niveles altos del sistema originario: se separan, se alejan o se debilitan respecto al centro de la baja.

Pero de las imágenes por si solas no permiten inferir directamente la existencia del ciclón híbrido o subtropical. Se necesitan datos de instrumentos que “detecten la anomalía cálida en niveles bajos”, midan el viento en niveles inferiores girando ciclónica y sostenidamente, y posean una estructura casi simétrica e intensa alrededor del centro en capas bajas.

La problemática fundamental surge en la identificación si un ciclón es tropical, subtropical o híbrido en las etapas iniciales o cuando no está bien definido, a veces difícil de precisar. La forma más simple de analizar si un ciclón es un sistema híbrido, por lo general, es ver si tiene un campo del viento en niveles bajos, una distribución de la convección simétrica, posee anomalía cálida y está ligado a una vaguada o núcleo frío en niveles altos, con vientos sostenidos máximos lejos del centro del sistema en capas inferiores.

Un ciclón tropical tiene una simetría más acusada, tanto en campo del viento como en de la convección, no estando ligado a ninguna estructura de baja aislada o vaguada en niveles altos de tipo sinóptico, con vientos sostenidos máximos más cercano al centro depresionario o del ciclón.

Veamos un ejemplo de transformación de un ciclón de subtropical a huracán. Observar la ganancia de simetría en la estructura nubosa en las dos primeras imágenes, posteriormente la simetría se pierde por su transición a extratropical y pasar a latitudes más altas.

Figura 33: Transformaciones de un ciclón subtropical inicial vista desde satélite.
Fase subtropical
El ciclón Floyd en imágnes IR, desde el 9 al 19 de septiembre de 1999.
Figura 33: Transformaciones de un ciclón subtropical inicial vista desde satélite.
Fase simétrica tropical.
El ciclón Floyd en imágenes de IR, desde el 9 al 19 de septiembre de 1999.
Figura 33: Transformaciones de un ciclón subtropical inicial vista desde satélite.
Fase extratropical
El ciclón Floyd en imágenes de IR, desde el 9 al 19 de septiembre de 1999.

Un hecho llamativo es que ciertas estructuras convectivas de latitudes medias puede llevarnos a engaño respecto a si son o no CS, ya que pueden desarrollar sistemas nubosos que recuerdan a la de un ciclón subtropical o incluso tropical, desarrollando una estructura como la de un Vórtice Convectivo Mesoescalar, VCM, en niveles medios, en entornos de escasa cizalladura vertical.

Estos vórtices se forman por la liberación de calor latente en niveles medios dando lugar a estructuras nubosas que desde satélite recuerdan a un ciclón, sin serlo: no poseen reflejo en niveles bajos inicialmente, no poseen vientos intensos en capas bajas, no poseen anomalía cálida en niveles inferiores. Y todo ello en sus primeros desarrollos, ya que dependiendo de la evolución posterior, pueden desarrollar convección, e incluso en bandas, generar vientos convectivos intensos, etc., pero nunca desembocar en un CS. Un ejemplo de ello lo presentamos aquí.

Falso CS observado por imágenes de satélite

En la segunda mitad del día 19 de junio de 2011 se desarrolló convección entre Canarias y el Golfo de Cádiz que dio lugar alrededor de las 18 UTC a una estructura que recordaba a la de un ciclón subtropical pero sin serlo.

Figura 34. Imagen realzada del MSG RGB-Eview del 19 de junio del 2011 a las 17 UTC donde se aprecia el vórtice mesoescalar al oeste y norte de Madeira y Canarias, respectivamente. Nótese la presencia de un “ojo” ligado al vórtice efímero que dio lugar la convección. Fuente: EUMETSAT
Figura 34. Imagen realzada del MSG en falso color del 19 de junio del 2011 a las 17 UTC donde se aprecia el vórtice mesoescalar al oeste y norte de Madeira y Canarias, respectivamente. Nótese la presencia de un “ojo” ligado al vórtice efímero que dio lugar la convección. Fuente: EUMETSAT

El sistema se desarrolló en un entorno de débil cizalladura y recordaba a un vórtice convectivo de mesoescala, VCM, de niveles medios derivados de la convección previa. El desarrollo fue llamativo pues en un momento dado apareció una especie de “ojo” en su seno. Estas estructuras aparecen cuando la convección desarrolla una anomalía cálida en niveles medios en un entorno de débil cizalladura. Este VCM no tuvo reflejo en superficie y su ciclo de vida fue muy corto.

Ninguno de los datos complementarios de otras fuentes (no mostrados aquí) dieron señales algunas de un CS: centro de rotación en capas bajas en el campo de viento (datos del sensor Ascat a bordo del satélite polar Metop), una anomalía cálida en niveles bajos (diagramas de fase o campos de temperatura de los modelos), una baja cerrada en superficie, descargas eléctricas asociadas a la convección alrededor del centro, que fue relativamente escasa en su ciclo de vórtice con “ojo”.

La duración de este vórtice mesoescalar fue de sólo unas tres horas, posteriormente desapareció. Su tamaño fue relativamente pequeño y la convección posterior fue muy escasa.

Figura 35. Detalle de la imagen HRVIS del 19 de junio de 2011 a las 18 UTC con los campos de presión en superficie (en líneas negras) y 500 hPa (en decámetros, línea verde) Fuente: Satrep on-line. Imagen EUMETSAT, campos del modelo del CEPMP.

Es importante reseñar que la presencia en las imágenes de satélites de estructuras que recuerden a un CS no es una condición para que éste lo sea. Los VCM de niveles medios, por ejemplo, pueden dar lugar a estructuras que se parezcan a CS.

Otros vórtices mesoescalares, como los de costa, pueden dar una apariencia de CS sin serlos, pero estos son sistemas nubosos sólo de capas bajas sin convección y fácilmente distinguibles.

Por lo tanto, aun cuando las imágenes de satélites pasivos son fundamentales, y primer escalón en el análisis, hay que usar otras herramientas que nos suministren más información detallada del interior de los sistemas nubosos a analizar.

2.- Detectando las anomalías de temperatura por microondas

Las secciones verticales AMSU de anomalía de temperatura son importantes para la diagnosis (ver datos de CIRA RAMMB: https://rammb.cira.colostate.edu/products/tc_realtime/ y UW-CIMSS: https://amsu.ssec.wisc.edu/).

Para detectar las anomalías en diferentes capas y en especial de las más bajas de los CS se pueden usar las medidas de AMSU: datos de satélites polares con sensores específicos de microondas.

Estas anomalías deben estar soportadas por la convección relativamente poco profunda, sobre la cual existe otra anomalía fría en niveles medios (que no existen en los ciclones tropicales bien definidos, como se vio anteriormente). Más arriba, digamos entorno a 500 hPa, debe existir una anomalía fría, que se deriva del precursor de niveles altos inicial del CS (ciclón subtropical).

La transición a tropical, TT, ocurre cuando en las secciones verticales se observa que las anomalías cálidas de niveles bajos ganan altura hasta niveles más elevados, a la vez que la convección se hace más profunda y organizada. Todo ello va acompañado por la desaparición y erosión de la anomalía fría en niveles medios.

Figura 36. Anomalías de temperatura a 200 y 550 hPa de ciclón tropical Gabrielle mostrando la anomalía cálida en su interior. Datos del AMSU a las 17:56 UTC del 18 Sep 2001 e imagen VIS del GOES en la parte inferior.

Por lo tanto, las observaciones por satélite no solo se circunscriben a las imágenes básicas como visible o infrarrojo, a las estimaciones por precipitación, viento, etc., sino que dichas observaciones van más allá. De hecho en algunos boletines emitidos por el CNH, Centro Nacional de Huracanes, se hacen referencia a los datos del AMSU, datos que vamos a analizar
....102 KT FROM SAB...AND 102 KT/T5.5 3-HOUR OBJECTIVE DVORAK INTENSITY ESTIMATES. THE 100 KT INITIAL INTENSITY IS ALSO CONSISTENT WITH THE LATEST AMSU INTENSITY ESTIMATES OF 100 KT AND 960 MB. OUTFLOW REMAINS QUITE IMPRESSIVE AND CONTINUES TO IMPROVE AND THE EYE DIAMETER HAS DECREASED DOWN TO 25 NMI.

AMSU representa el acrónimo de Unidad Avanzada de Sondeador por Microondas. Es un instrumento sofisticado a bordo de los satélites polares de la serie NOAA, (NOAA-15, NOAA-16, NOAA-17, etc.), que se puede utilizar para estimar remotamente la intensidad de ciclones tropicales y subtropicales.

La idea fundamental es que AMSU mide las anomalías cálidas asociadas en diferentes niveles y en particular la anomalía asociada a los CT en el hundimiento en el ojo de un huracán, y en general de cualquier ciclón con una anomalía cálida perceptible.

Por ejemplo, el corte siguiente representa las anomalías de temperaturas derivadas de AMSU (abajo) del huracán Floyd a las 23:32Z del 11 de septiembre de 1999. Se refleja el calentamiento dramático (en rojo y anaranjado) asociado a hundimiento en el ojo. Las anomalías fueron calculadas comparando las temperaturas derivadas de AMSU dentro de la tormenta con las de fuera del ciclón (el " entorno" del ciclón).

El calentamiento de la zona central del ciclón, en este caso del ojo, se puede correlacionar razonablemente bien con la presión superficial mínima (las disminuciones que se calientan significan densidad de la columna, que da lugar a una disminución del peso de la columna, que, alternadamente, son estrechamente vinculadas emerger presión).

Figura 37. Una sección vertical (izquierda) de las anomalías de temperatura (expresadas en Kelvin; nota: un cambio de un Kelvin es igual a un grado Celsius) derivado de la unidad avanzada de sondeador por microondas para el huracán Floyd a las 2332Z del 11 de septiembre de 1999 (imagen grande). Las anomalías fueron calculadas comparando las temperaturas derivadas de AMSU. El intervalo de contorno es dos grados Celsius, y las tonalidades rojas indican "anomalías" más cálidas. Imagen (multiespectral) (derecha) del tres-canal del huracán Floyd en aproximadamente el mismo tiempo.

Las microondas son fuertemente atenuadas por las zonas de precipitación, como ocurre en niveles bajos y en zonas cercanas al ojo del huracán donde las zonas de precipitación en bandas enfrían espureamente las señales de microondas, dando lugar a la creación ficticia de una anomalía térmica fría. La atenuación de las microondas en zonas de lluvia intensa es una de las limitaciones de esta clase de sensores cuando se quiere poner de manifiesto justamente que debe existir una anomalita cálida en capas bajas.

La unidad AMSU de algunos satélites polares son radiómetros pasivos que detectan la radiación de microondas generadas de forma natural emitidas por la tierra y la atmósfera. Cada unidad AMSU posee dos componentes: AMSU-A y AMSU-B. AMSU-A es de nuestro interés.

AMSU-A tiene dos instrumentos AMSU-A1 y AMSU-A2. AMSU-A detecta las emisiones en 15 diferentes longitudes de onda o frecuencias. AMSU-A1 y AMSU-A2 suministran a los predictores datos tan importantes como la intensidad de lluvia, concentración de hielos marinos y cobertura de nieve. 12 de los canales de AMSU-A1 se ajustan a las capas atmosféricas específicas, teniendo la capacidad de estimar la temperatura en capas de la atmosfera que se sitúan en la zona de calentamiento de elevadas altitudes sobre el núcleo y centro del ciclón.

Los radiómetros miden la intensidad de energía emitida (también la dispersada) que emiten los objetos a una temperatura determinada y que le llega al satélite en una gran variedad de longitudes de onda. Los objetos no son un cuerpo negro, por lo que no podemos inferir su temperatura real por le “ecuación del cuerpo negro emisor”. Si fuera un cuerpo negro ideal podríamos conocer su temperatura directamente. Por dicho motivo se habla de la temperatura de brillo de un objeto (nube, tierra, precipitación, etc.)

Funciones de peso o de contribución

Para ciertas longitudes de onda del espectro se producen absorciones y reemisiones de la energía emitida por los objetos o cuerpos atmosféricos que son provocadas por los componentes gaseosos de la atmósfera. Ciertos gases que ocupan ciertas porciones de la atmosfera absorben y remiten energía que les llega de capas bajas de forma que para ciertas longitudes de onda la contribución energética que le llega al satélite está limitada por la energía que sale de una capa de la atmosfera. Por dicho motivo, en radiometría satelital se habla de las funciones de peso o contribución de los sensores que analizan la atmosfera en determinadas longitudes de onda. Estas funciones de peso nos dicen de dónde o de qué capas puede provenir la energía emitida en ciertas longitudes de onda.

Figura 38. Funciones de peso de los 12 canales (3-14) de la unidad AMSU-A1 para crear los perfiles verticales de temperatura de la atmósfera.

Así por ejemplo en el canal 7 del sensor AMSU-A1, a la frecuencia de 54.9 GHz el oxigeno molecular actúa con una fuerte absorción en microondas. De la gráfica anterior se observa que la máxima contribución energética en esta longitud de onda proviene de una capa amplia centrada alrededor de los 12 km, o sea 200 hPa, y por el contrario la contribución energética de capas bajas es nula. La temperatura de brillo analizada en este canal nos dará información de las anomalías cálidas y frías alrededor de los 200 hPa.

Este concepto de función de peso se puede repetir para los diferentes canales o longitudes de onda, y de esta forma disponer de una información grosera de la temperatura de brillo por capas: se dispone en última instancia de un perfilador de temperatura de brillo en la vertical, por allí donde pase los satélites con estos sensores.

Los predictores y los científicos tienen así la posibilidad de medir remotamente la intensidad de un ciclón tropical y subtropical analizando las anomalías de temperatura, cálida y fría al pasar el satélite con estos instrumentos sobre él.

Mientras un ciclón se desarrolla se puede analizar su temperatura en la mitad superior de la troposfera y la baja estratosfera usando los datos AMSU de la Web Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies donde se muestran los cuatro canales para valorar los calentamientos de niveles altos:

  • Canal 8 /55.5 GHz) aproximadamente 100 mb (a unos 15 km).
  • Canal 7 (54.9 GHz) apro. 200 mb. (a unos 12 km).
  • Canal 6 (54.5 GHz) apro. 350 mb. (a unos 10 km).
  • Canal 5 (53.6 GHz) apro. 550 mb. (a unos 5 km).

Recordar, que para el caso de los ciclones tropicales bien desarrollados como los huracanes el máximo calentamiento ocurre a los 200 hPa, por dicho motivo el canal 7 está ajustado a una respuesta a dicho nivel. Vea el ejemplo en la siguiente imagen.

Figura 39. Imágenes de los canales analizados del huracán Fabian tomadas por AMSU-A1 a bordo del NOAA-17 a las 02Z del 5 de septiembre de 2003 (antes de fallar). Los colores rojizos muestran el calentamiento de niveles altos sobre el ojo de Fabian, indicando que Fabian era todavía un ciclón formidable (ver la discusión del NHC. Ver imágenes completas de los canales 5, 6, 7 y 8

3.- Espesores 500-1000 hPa y T en 850 hPa

Los campos de espesores 1000-500 hPa, y de temperatura de 850 hPa pueden revelar la interacción, o no, entre un ciclón y la zona baroclina de latitudes medias.

Una separación, o aumento de ellas, entre la isolínea de espesores cerrada más externa del ciclón y las isolineas de espesor asociadas a la zona frontal implica interacción mínima y estructura “tropical”, mientras que la combinación o acercamiento entre estas isolineas de espesor implica la estructura subtropical, híbrida, o aún extratropical (por lo menos en el análisis modelo).

Las imágenes de satélites se consultan para “chequear la calidad” de los análisis de los modelos. El incremento (el decremento) en la separación cada vez mayor entre el ciclón y la zona baroclínica en los pronósticos del modelo puede indicar la transición potencial (subtropical/híbrido) a estructura tropical (Davis y Bosart 2003; Frank 1977) y viceversa.

4.- Diagramas de fases

Los diagramas de fase son herramientas obtenidas mayoritariamente a partir de modelos numéricos de predicción que permiten diagnosticar el grado de simetría/asimetría y la profundidad de la anomalía cálida/fría de cualquier baja o ciclón en superficie en superficie desarrollada o por desarrollar. Se aplican tanto en los análisis del modelo como en las predicciones y mediante tres variables de básicas. Se remite al lector a las fuentes originarias o a las de la propia RAM para profundizar en este tema.

Figura 40. Ejemplo de anomalía cálida profunda ligada al huracán Floyd para el 14 de Sep de 1999.
Figura 41. Ejemplo de una borrasca extratropical profunda con núcleo frío muy marcado, asociado a la superbomba de Cleveland, el 26 de enero de 1978.

Los diagramas de fase en tiempo real de todos los ciclones se pueden encontrar en: https://moe.met.fsu.edu/cyclonephase/

Se asume que la resolución y la asimilación de los datos por el modelo numérico son las adecuadas para el buen uso de esta herramienta. El usuario de estos diagramas podrá ver y analizar, de un rápido vistazo, si un ciclón subtropical o híbrido exhibe típicamente una estructura cálida o fría asimétrica, en base a los productos del modelo y del espacio de fase del ciclón. Un cambio hacia una estructura cálida profunda, en base a un pronóstico del modelo dado en el espacio de fase implica, en un cierto grado de transición a un ciclón tropical. Sin embargo, el predictor cauteloso usará estos productos del espacio de fase, asegurando, por ejemplo, que las trayectorias del vórtice representadas en la página del espacio de fase sean constantes con los datos observados, los patrones sinópticos, etc. Cuando múltiples modelos con trayectorias razonables de pronóstico indican la transición tropical o híbrida o extratropical, entonce el predictor o el usuario puede tener más confianza que ocurrirá tal transición, o que el ciclón es de tipo tropical, extratropical o híbrido.

Figura 42. Evolución del huracán Mitch (1998) con núcleo cálido simétrico, B Vs. –VTL.
Animación: https://www4.ncsu.edu/~nwsfo/storage/cases/20080906/hanna.phase.space.gif
Figura 42. Evolución del huracán Mitch (1998) con núcleo cálido simétrico, -VTL Vs. –VTU.
Animación: https://www4.ncsu.edu/~nwsfo/storage/cases/20080906/hanna.phase.space.gif

Pero una vez más los diagramas de fase no son una herramienta absoluta en si mismas ya que se derivan de los análisis y predicciones de los modelos numéricos y estos pueden tener errores o no captar suficientemente la evolución del ciclón. Deben, por tanto, ser usadas con otras herramientas. Pero no sólo eso, hay que tener unos conocimientos básicos sobre meteorología y no dejarse engañar por las apariencias. Por ejemplo algunas borrascas extratropicales pueden mostrar al final de su ciclo de vida unas señales en los diagramas de fase que recuerdan a la de un ciclón (sub)tropical: son las borrascas con seclusiones.

Seclusiones: fase final de ciertas borrascas de latitudes medias

Los ciclones o borrascas de latitudes medias o extratropicales poseen un ciclo de vida característico que inicialmente fue explicado por la Escuela Noruega. Más tarde se observó que ciertas borrascas poseen en su fase final de su ciclo de vida un proceso no contemplado por los modelos de las borrascas de dicha escuela. En determinadas ocasiones y en la fase final o de “oclusión”, una lengua cálida en niveles bajos se cuela entre el frente frío en superficie y el frente cálido, que no están unidos. La fractura del frente frío y la entrada de una masa de aire calido en capas bajas generan un proceso de seclusión, de forma que en capas bajas, y al final del ciclo de vida de ciertas borrascas, se genera una anomalía cálida en niveles bajos sobrevolada por la anomalía fría superior. Esto se puede reflejar en los diagramas de fase, cuando al final de la vida de la borrasca extratropical el sistema penetra en la zona reservada para las estructuras cálidas de tipo subtropical, sin llegar serlo.

Figura 43. Modelo conceptual del ciclo de vida de Shapiro - Keyser para una borrasca de latitudes medias con un proceso de seclusión. Las fases I y II se parecen la de una borrasca de latitudes medias, según la escuela noruega. En las fases finales III y IV se produce la fractura frontal y el desarrollos de la seclusión cálida, donde una lengua calida irrumpe entre el frente frío y calido, el frente cálido se dobla hacia atrás y un anomalía calida aparece en el seno de la borrasca en capas bajas, similar a la de un ciclón subtropical e híbrido, sin serlo.

Conceptualmente, el ciclón de corazón frío evoluciona completamente en la zona la zona A del diagrama de fase durante la mayor parte del tiempo, para saltar residualmente y al final de su ciclo de vida a la zona “cálida”, Z en la siguiente figura, durante parte o todo el ciclo de vida terminal. Pero en esencia todo el sistema completo sigue siendo un sistema “frío”.

Figura 44. Ejemplo de una seclusión cálida de un ciclón extratropical: el ciclón “Ocean Ranger” de 1982

5.- Escaterómetro y datos de viento de satélite

Fuente de datos: ASCAT active y Windsat passive scatterometers; multisource satellite wind estimates - https://rammb.cira.colostate.edu/products/tc_realtime/index.asp

Un radio de vientos máximos (radius of maximum winds, RMW) mayor que 100 nm detectados en un escaterómetro o datos de vientos de satélite sugiere una estructura subtropical o híbrida (umbral aproximado, aunque valores menores de RMW se han detectado en estructuras subtropicales e híbridas). Normalmente una contracción paulatina y continua del dicho radio, RMW, con el tiempo es un indicador de transición a tropical.

Figura 45 . Imagen visible del GOES-8 y vientos estimados de satélite en nudos para las 12:45UTC del 12 de octubre de 2001. Imagen cortesía de la Univ. Wisconsin- CIMSS.

6.- Sondeos verticales (fuente de datos: varios).

Basado en la relación térmica, un incremento del viento con la altura indica la estructura de un núcleo frío, característica de los ciclones extratropicales y subtropicales/híbridos, mientras que un decremento de la velocidad del viento con la altura se asocia con una estructura de núcleo cálido característica de los tropicales.

Los sondeos raramente están disponibles en el seno de los ciclones pero datos proxy, como por ejemplo los datos de vientos obtenidos por desplazamientos de nubes, que se dan por niveles de los topes de las nubes pueden dar una idea si el viento crece o decrece con la altura cerca o en la cercanía del seno del ciclón.

7.- Geopotencial de 500 a 300 hPa (fuente de datos: modelos numéricos)

Examinando y comparando los campos de geopotencial de niveles altos, los predictores el ciclón y la corriente en chorro en niveles altos aumenta la probabilidad de ciclón subtropical-tropical y sus transiciones (Davis and Bosart 2003).

8.- Agua precipitable total, TPW en inglés (fuente de datos: varios)

Mientras que un ciclón tropical se desarrolla la troposfera se humedece significativamente en su centro de su circulación (Frank 1977; Emanuel 1986) Inversamente, cuando un ciclón subtropical y hibrido se desarrollas puede experimentar una advección de aire seco alrededor y en su centros de circulación (Davis and Bosart 2003) Los datos de TPW muestran la distribución y características del aire seco y húmedo de ambos ciclones. Las transiciones tropicales se indican cuando el TPW se incrementa en el núcleo del ciclón y valores bajos de TPW permanece en la periferia.

9.- Cizalladura vertical del viento (fuente de los datos: sondeos atmosféricos)

Los ciclones que se desarrollan bajo una moderada o intensa cizalladura vertical en toda la columna (por ejemplo con vientos de más de 20 kts) son a menudos parcialmente baroclinos y así o son extratropicales o subtropicales /híbridos. Lógicamente los CS/CH bajo regimenes de baja cizalladura vertical del viento incrementa su potencial para sufren una transición tropical (Davis and Bosart 2003).

Figura 46. Ciclón subtropical/híbrido afectando a la zona de las islas Canarias de 1002 hPa en una imagen visible de MSG a las 7am para 2/1/10. Fuente: https://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=1422

Conclusiones

Los ciclones subtropicales, CS, y particularmente los híbridos, CH, han ganado recientemente interés entre los meteorólogos y los científicos. La separación entre unos y otros es, a veces, meramente académica. Ambos se forman bajo el paraguas de una estructura sinóptica en niveles medios-altos (vaguada, DANA, etc.) sobre aguas subtropicales relativamente cálidas. Este hecho supone que exista un ambiente favorable al desarrollo convectivo en su seno. La “fuerza” o fuente de desarrollo de ambos tipos de sistemas se compaginan por efectos baroclino (típico de latitudes medias) y diabáticos generados por la convección que desarrollan (típico de los ciclones tropicales). Este desarrollo mixto es la característica fundamental de los CS/CH.

Los híbridos suelen ser ciclones donde los efectos diabáticos predominan claramente frente a los asociados a la fuerte cizalladura y gradiente vertical y horizontal de temperatura, de forma que tienden a desarrollar una baja bien definida en superficie con convección embebida, que va ganando simetría en su estructura nubosa, a la vez que se intensifica el campo de vientos alrededor del seno depresionario. Es muy común que las zonas frontales/baroclinas se debiliten o se alejen del ciclón subtropical al pasar a ser híbrido.

Los ciclones híbridos y subtropicales se desarrollan preferentemente en zonas marítimas y sobre aguas más frescas que la temperatura del agua del mar, SST, de los ciclones tropical (26-28º C de SST) y pueden sufrir un transformación tropical, una estructura más parecida a un ciclón tropical, o permanecer con características hibridas. El hecho de ser no tropicales hace que se les preste menos atención de la debida tanto desde el punto de vista de predicción y sobre todo mediático.

Algunos ciclones híbridos experimentan una metamorfosis para pasar posteriormente a tener características tropicales, este hecho y su baja predictabilidad por los modelos numéricos, hacen que su estudio e interés hayan aumentado en la comunidad científica.

Existen herramientas, métodos y técnicas para evaluar si un ciclón es de tipo subtropical o híbrido partiendo de imágenes y datos de satélites (pasivos y activos), modelos numéricos, observaciones de superficie, entre otras herramientas, algunas de las cuales se han presentado aquí.

Referencias

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Artículos originales en inglés:

Página de los diagramas de fase: https://moe.met.fsu.edu/cyclonephase/

Otros documentos y presentaciones Docs AMS02-ppt AMS02Talk-ppt

http://www.cawcr.gov.au/projects/iwtc/documentation.php

RAM en español:

Los diagramas de fase de los ciclones tropicales y extratropicales de latitudes medias. Parte I y II

https://www.tiempo.com/ram/1706/los-diagramas-de-fase-de-los-ciclones-tropicales-y-extratropicales-de-latitudes-medias-parte-i/

https://www.tiempo.com/ram/2549/los-diagramas-de-fase-de-los-ciclones-tropicales-y-extratropicales-de-latitudes-medias-parte-ii/

Mark P. Guishard,1,2 Jenni L. Evans

Department of Meteorology, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802

and Robert E. Hart

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Submitted to Journal of Climate Eusando datos de los análisis ECMWF ERA-40 1.125°×1.125° reanalyses para el periodo septiembre 1957 - agosto 2002.

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Guishard, Mark P "Atlantic Subtropical Storms. Part II: Climatology". Journal of Climate. FindArticles.com. 01 May, 2011. http://findarticles.com/p/arti...

Copyright American Meteorological Society Jul 1, 2009

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Journal of Climate

View more issues: Articles in Jul 1, 2009 issue of Journal of Climate

Bermuda Subtropical Storms. Mark P. , Elizabeth A. Nelson, Jenni L. Evans, Robert E. Hart, and Declan G. O'Connell. Submitted to Meteorology and Atmospheric Physics. 1 August 2006

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AMSU y cortes

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Climatología de CS

Guishard, M.P., J. E. Evans, R. E. Hart, 2009: Atlantic Subtropical Storms. Part II: Climatology. J. Climate, 22, 3574-3594.

http://moe.met.fsu.edu/~rhart/papers-hart/2009GuishardEvansHart.pdf

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Esta entrada se publicó en Reportajes en 11 Sep 2011 por Francisco Martín León