Baja mesoescalar con ciertas características similares a los ciclones tropicales en el seno de una borrasca extratropical madura: ¿otro hermano del Vince en el Atlántico Norte?

    Autor: Francisco Martín León, Meteorólogo Palabras clave. Ciclón tropical, ciclón extratropical, transición tropical, diagramas de fase, Vince, Atlántico Norte, DANA. Resumen  Se presenta un caso ocurrido a finales de agosto y comienzos de septiembre de 2007 de una posible transición tropical en el seno de una borrasca de latitudes medias. El análisis de esta situación se realiza mediante imágenes de satélite y de su diagrama de fase obtenido a partir de un modelo numérico. Estas estructuras, aunque raras, han sido observadas en diversas ocasiones en el seno de ciertas bajas maduras extratropicales y DANA (Depresión Aislada de Niveles Altos) en el Atlántico Norte y, posiblemente, se den en otras zonas marítimas si las condiciones meteorológicas son las adecuadas.

    Introducción
     
    Mientras en agosto de 2007 la estación de huracanes transcurría en el Atlántico Norte con Dean y Félix afectado a las costas del Caribe, una borrasca de latitudes medias quedaba aislada de la circulación polar más al norte de las aguas tropicales. En su seno se iban enroscando las bandas nubosas ligadas a las oclusiones, típicas de las borrascas ya maduras. La baja en altura poco a poco se situaba en la vertical de la baja en superficie. Estas condiciones favorecen los entornos de escasa cizalladura vertical justo en el seno de la perturbación de superficie, a la vez, la baja en altura se iba debilitando. Todo esto ocurría entre los días 24 de agosto y 3 de septiembre de 2007. En ciertos momentos de la evolución del sistema nuboso interior se formó una estructura con convección poco profunda que recordaba a la de un ciclón parecido a uno de tipo tropical, con similitudes al raro huracán Vince (6-11 octubre 2005), ver figura 1, que a su vez se formó en el seno de una DANA, al suroeste de la península Ibérica.
     
    Figura 1. Imagen del huracán Vince al suroeste de la península Ibérica y en el seno de una DANA. Fuente, INM, www.inm.es
    El Vince se formó en el seno del núcleo frío de una DANA, figura 1, sobre aguas con temperaturas alejadas de los niveles cálidos de las caribeñas. En un momento determinado fue catalogado como huracán de categoría 1 por el Centro Nacional de Huracanes, CNH.
     
    La presencia de ciclones similares a los tropicales en latitudes no tropicales no es novedosa. En las aguas del Mediterráneo, se dan los “medicanes” o ciclones de características similares a los de tipo tropical pero de dimensiones más reducidas que los del Caribe. Su nombre fue dado por Kerry Emanuel como “Meditarranean hurricane”, figura 3. De la misma forma se han podido observar en zonas oceánicas de latitudes no tropicales.
     
    En este trabajo se presenta una evolución  de un sistema depresionario, figura 2, parecida a la del Vince, aunque aparentemente de menor intensidad, acaecida en medio del Atlántico Norte y en el seno de una borrasca extratropical de latitudes medias. El sistema final no fue catalogado como ciclón tropical por el CNH de Florida.
     
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    Figura 2. Imágenes del sistema analizado para el 1 de septiembre de 2007: a) Imagen del GOES- ESTE a las 14:45 UTC, al sureste se divisan las islas Azores y b) Detalle del centro de la baja obtenido por el sensor MODIS del satélite Terra de la NASA a las 13:50 UTC. Fuentes,  MODIS-NASA.
     
    Aparentemente el sistema analizado experimentó una transición pasando de ser una baja en superficie extratropical a poseer en su seno un ciclón  o vórtice con características nubosas similares a los tropicales, pero de menor tamaño e intensidad.
     
    Figura 3.  Ejemplo de un “medicane” o ciclón Mediterráneo, de dimensiones más reducidas y de formas parecidas a los huracanes. Nótese el “ojo” en las imágenes tomadas el 16 de enero de 1995. Derecha, imagen infrarroja, e izquierda, imagen visible, del  satélite Meteosat.
     
    Evolución según las imágenes de satélite y mapas de superficie
     
    Se muestran a continuación un conjunto de imágenes y mapas de superficie de los días comentados. En ellos se observa como una borrasca de latitudes medias con sus sistemas nubosos frontales tradicionales se aísla, se queda casi estacionaria y en su seno se va desarrollando un núcleo depresionario cerrado,  que los análisis de superficie lo ponen de manifiesto, aunque no muy profundo. La evolución de la banda nubosa ligada a la baja en superficie es muy parecida la del Vince pero con ciertas matizaciones.
    Figura 4. Día 24: Imagen VIS0.6 las 12 UTC. Fuente, Universidad de Dundee – EUMETSAT.
     
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    Figura 5. Día 27: a) Imagen VIS0.6 las 12 UTC y b) análisis de superficie de la Met Office a las 00 UTC. Fuentes, Universidad de Dundee - EUMETSAT y Met. Office, respectivamente.
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    Figura 6. Día 29: a) Imagen VIS0.6 las 12 UTC y b) análisis de superficie de la Met Office a las 00 UTC. Fuentes,  Universidad de Dundee- EUMETSAT y Met. Office, respectivamente.
     
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    Figura 7. Día 31: a) Imagen VIS0.6 las 12 UTC y b) análisis de superficie de la Met. Office a las 00 UTC. Fuentes, Universidad de Dundee- EUMETSAT y Met. Office, respectivamente.
     
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    Figura 8. Día 1 de septiembre: a) Imagen VIS0.6 las 12 UTC y b) análisis de superficie de la Met. Office a las 00 UTC. Fuentes Universidad de Dundee- EUMETSAT y Met. Office, respectivamente.
     
    Dentro de la baja principal en disipación se forma un vórtice discernible en las imágenes de satélite donde se observa convección embebida en ciertos momentos.
     
    Diagramas de fase del sistema
     
    Los diagramas de fase son herramientas de diagnóstico que permite analizar y clasificar a los ciclones que poseen reflejo en superficie a partir de las salidas de modelos numéricos, indicando su estado y  la posible evolución pasada y futura de dichos sistemas. Esta clasificación se basa en parámetros o campos derivados asociados a las características térmicas y simetrías del ciclón analizado. Básicamente, se utilizan los mapas de espesores térmicos alrededor del ciclón para analizar si es un núcleo cálido o frío, su profundidad, extensión, intensidad, etc. Otro parámetro utilizado es el encargado de cuantificar la asimetría o simetría del sistema. Mediante la combinación de estos parámetros, un ciclón se puede clasificar rápidamente y en una primera instancia. Estos parámetros se representan en dos diagramas donde aparecen en cuatro regiones o paneles donde se estudia la evolución del ciclón desde su inicio (A), su estado actual (C) y final (Z), así como sus estados intermedios pronosticados y previstos por el modelo numérico utilizado.
     
    Básicamente, se tiene que:
     
    • Un ciclón tropical se puede caracterizar como un sistema de núcleo cálido o anomalía cálida respecto a su entorno circundante, tanto más significativo cuanto más profundo sea dicha núcleo y su anomalía asociada, teniendo características simétricas  (piénsese en su sistema nuboso, por ejemplo) durante cierto tiempo de su ciclo de vida.
    • Los ciclones extratropicales o borrascas de latitudes medias son sistemas formados esencialmente por un núcleo frío o anomalía fría  respecto al aire circundante, que suelen ocupar una porción amplia de la troposfera y con características asimétricas (piénsese en su sistema nuboso con frentes frío, cálido y ocluido).
    • Transiciones. Cuando un ciclón extratropical pasa a ser un ciclón tropical, se dice que estamos frente a una transición tropical, TT. Lo contrario ocurre en las transiciones extratropicales, TE, como ocurrió en 2005 en el caso de Delta, cuando afectó a Canarias. Las TT y las TE  se pueden ver gráficamente en estos diagramas de fase al pasar el estado del ciclón de una panel o región a otra en su diagrama de fase, como se presentará en este ejemplo.

     
    Hay que hacer notar que las borrascas de latitudes medias (de núcleo frío y asimétricas) en sus ciclo final de disipación poseen en su seno una anomalía cálida y suelen poseer  simétricas  como consecuencia propia de los procesos de mezcla y  de la dinámica interna en el estado de oclusión y, por lo tanto,  aparentando ser un ciclón tropical y, lógicamente no se deben clasificar como tal por este hecho.
     
    El diagrama de fase no es una herramienta absoluta en si misma de la que podamos inferir directamente  si un ciclón es tropical, extratropical o si está en transición. Hay que ir a otros tipos de informaciones y datos, como los de satélite y superficie, para inferir las características finales del ciclón. Un ejemplo de ello es el de la figura 9, donde un ciclón extratropical está completamente ocluido al sur de Groenlandia y su diagrama de fase (no mostrado aquí) indicaba que estaba formado por una anomalía cálida de carácter simétrico.
     
    Figura 9. Las borrascas de latitudes medias en el proceso de oclusión final, como en la figura, pueden dar señales en su diagrama de fase de una anomalía cálida y simétrica, parecidas a la de un ciclón tropical, sin serlo. Imagen VIS0.6 del MSG de una de estas estructuras en el Atlántico Norte. Fuente, Universidad de Dundee- EUMETSAT.
     
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    Figura 10. Diagramas de fase del ciclón analizado obtenidos por el modelo global americano GFS a 0.5º de resolución, partiendo de la predicción realizada el 1 de septiembre de 2007 a las 06 UTC. “A” representa la primera vez que fue detectado  la baja en superficie por el modelo, “C” es la posición actual según el análisis del modelo y “Z” la posición final prevista a fecha actual. a) Diagrama de fase con los parámetros “B” de simetría y espesores en capas bajas (carácter térmico del sistema en niveles inferiores) y b) Parámetros relacionados con los espesores térmicos en niveles bajos y medios. Fuente, Universidad de Florida.
     
     
    Como puede observarse en la figura 10, la baja en superficie inicialmente fue un ciclón de núcleo frío, bastante asimétrico y, posteriormente, pasó a ser un sistema con núcleo cálido asimétrico poco profundo,  llegó a poseer un corazón cálido y simétrico, a la vez que se profundizaba y aumentaba la zona de influencia de vientos intensos. Después se iría disipando y perdiendo fuerza para disolverse en le flujo general atmosférico.
     
    Realmente, y sólo con el diagrama de fase, la baja en superficie recuerda la transición tropical, TT, de una baja fría asimétrica a cálida simétrica. Hay que recordar que estas evoluciones se suelen dar en bastantes bajas extratropicales en su ciclo final de oclusión. Las imágenes de satélites nos muestra una estructura en el seno de la baja madura a la de un ciclón tropical, con convección y bandas convectivas, como aparece en la figura 2b. No se dispone de otro tipo de información complementaria de superficie.
     
    A primeras horas del 2 de septiembre el sistema dejaba de tener topes brillantes y fríos en las imágenes infrarrojas, señal de que la convección asociada había decaído. Las imágenes de a las 18 UTC de ese mismo día se muestran en la figura 11. Mientras el huracán Félix se paseaba por el Caribe como sistema de categoría 4-5.
     
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    Figura 11. Imágenes de satélite del 2 de septiembre de 2007 a las 18 UTC. a) Imagen VIS0.6  y b) Imagen IR10.8 del MSG. Nótese los topes grises en la inferior, señal del escaso desarrollo vertical de la nubosidad. Fuente, Universidad de Dundee- EUMETSAT.
     
    Discusión y conclusiones parciales
     
    La presencia de bajas mesoescalares de pequeñas dimensiones en el seno de una baja extratropical en disipación o madura a nivel sinóptico, que recuerda a las formas nubosas de un ciclón tropical, es un hecho que se ha dado otras veces al final del ciclo de vida de ciertas  borrascas en el Atlántico Norte. La ralentización de la baja en superficie hace que la depresión en altura, digamos en 300 hPa, se sitúe sobre la baja de niveles bajos, acoplándose y finalizando su desarrollo y profundización. Si el núcleo frío de la baja en niveles altos es capaz de desarrollar convección en su seno y en un entorno de escasa cizalladura vertical, entonces es posible la generación de una perturbación ciclónica mesoescalar en el centro de la baja, o de la DANA para el caso del Vince, que recuerda en su estructura nubosa a la de los ciclones tropicales de latitudes más cálidas.
     
    La baja en superficie hace confluir y converger aire en el centro. Las condiciones de inestabilidad generadas, sobre todo, por el aire frío en altura, desarrollaría convección y profundizaría o mantendría a la baja en superficie que de otra manera de disiparía. La baja analizada en esta situación llegó a perdurar más de ocho días en estas condiciones pero no llegó a desarrollar una convección en su seno muy marcada. El diagrama de fase mostrado obedece al típico de una borrasca extratropical madura en fase de disipación.
     
    Las dimensiones espacio-temporales de estos vórtices son más pequeñas que las de sus homólogos de latitudes más bajas, así como, y  muy posiblemente, la intensidad de los fenómenos adversos asociados en superficie. Los diagramas de fase pueden ser útiles como herramientas de diagnostico y evolución,  pero estas herramientas no son absolutas en si mismas para clasificar a un ciclón como tropical o no. De hecho, la evolución de las bajas o ciclones extratropicales de núcleo frío suelen dar lugar al final de su ciclo de vida a diagramas de fase como los de los ciclones tropicales, apareciendo un núcleo cálido en capas bajas por la entrada de aire cálido en el proceso de oclusión de la baja extratropical.
     
    En esta situación analizada, la evolución final de la baja en superficie y sus estructuras nubosas recuerdan a la de un ciclón tropical pero no se puede afirmar rotundamente que lo fuera. Se necesitaría otro tipo de datos, por ejemplo como los de satélites de alta resolución con microondas, para averiguar si la estructura interna, tanto dinámica como térmica, de estas perturbaciones recuerdan a pequeños ciclones tropicales. No es de extrañar que  estos vórtices en el seno de borrascas extratropicales sean más frecuentes a partir de ahora a causa de la aparición del Vince y al estar más “ojos” pendientes de su formación y evolución. De cualquier manera deberíamos estar alejados de llamarlos ciclón con características similares a las de tipo tropical, ya que en la mayoría de los casos la convección que se desarrolla en su núcleo es poca significativa.  Dentro de esta categoría de ciclones podríamos tener a aquellos que sí pueden desarrollar la suficiente convección y liberación de calor latente como para conformarse como un ciclón de características similares a la de tipo tropical, como ocurrió en el caso del Vince donde los focos convectivos del núcleo sí fueron considerables como para generar de por si una anomalía cálida y simétrica bien contrastada y diferenciada del resto de la DANA, siendo denominado como ciclón tropical por el CNH y llegando a ser un huracán de categoría 1.
     
    Referencias
     
     
    - Diagramas de fase  en tiempo real disponibles en el portal de la Universidad del estado de Florida
     
    - Martín, F. Las gotas frías / DANAs: Ideas y conceptos básicos. Página de Divulgación del INM.: Ideas y conceptos básicos. Página de Divulgación del INM.
     
    Medicanes
     
     
     
    Fita, L., R. Romero, A. Luque, K. Emanuel and C. Ramis, 2007: Analysis of the environments of seven Mediterranean tropical-like storms using an axisymmetric, nonhydrostatic, cloud resolving model. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 7, 41–56.
      
    Esta entrada se publicó en Reportajes en 03 Oct 2007 por Francisco Martín León

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