Ciclón

En meteorología, un ciclón es una gran masa de aire que gira alrededor de un fuerte centro de baja presión atmosférica, en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur, visto desde arriba (opuesto a un anticiclón). Los ciclones se caracterizan por vientos en espiral hacia adentro que giran alrededor de una zona de baja presión. Los sistemas de baja presión más grandes son los vórtices polares y los ciclones extratropicales de mayor escala (la escala sinóptica). Los ciclones de núcleo cálido, como los ciclones tropicales y los ciclones subtropicales, también se encuentran dentro de la escala sinóptica.Los mesociclones, tornados y remolinos de polvo se encuentran dentro de una mesoescala más pequeña. Los ciclones de nivel superior pueden existir sin la presencia de una baja en la superficie y pueden desprenderse de la base de la vaguada troposférica superior tropical durante los meses de verano en el hemisferio norte. También se han visto ciclones en planetas extraterrestres, como Marte, Júpiter y Neptuno. La ciclogénesis es el proceso de formación e intensificación de ciclones.Los ciclones extratropicales comienzan como olas en grandes regiones de contrastes de temperatura mejorados en latitudes medias llamadas zonas baroclínicas. Estas zonas se contraen y forman frentes meteorológicos a medida que la circulación ciclónica se cierra y se intensifica. Más adelante en su ciclo de vida, los ciclones extratropicales se ocluyen cuando las masas de aire frío socavan el aire más cálido y se convierten en sistemas de núcleo frío. La trayectoria de un ciclón es guiada a lo largo de su ciclo de vida de 2 a 6 días por el flujo de dirección de la corriente en chorro subtropical.

Los frentes meteorológicos marcan el límite entre dos masas de aire de distinta temperatura, humedad y densidad, y están asociados a los fenómenos meteorológicos más destacados. Los frentes fríos intensos suelen presentar bandas estrechas de tormentas eléctricas y tiempo severo, y en ocasiones pueden estar precedidos por líneas de turbonada o líneas secas. Dichos frentes se forman al oeste del centro de circulación y generalmente se mueven de oeste a este; Los frentes cálidos se forman al este del centro del ciclón y suelen estar precedidos por precipitaciones estratiformes y niebla. Los frentes cálidos se mueven hacia los polos por delante de la trayectoria del ciclón. Los frentes ocluidos se forman al final del ciclo de vida del ciclón cerca del centro del ciclón y, a menudo, envuelven el centro de la tormenta.

La ciclogénesis tropical describe el proceso de desarrollo de los ciclones tropicales. Los ciclones tropicales se forman debido al calor latente impulsado por una actividad significativa de tormentas eléctricas y son de núcleo cálido. Los ciclones pueden hacer la transición entre las fases extratropical, subtropical y tropical. Los mesociclones se forman como ciclones de núcleo cálido sobre la tierra y pueden conducir a la formación de tornados. Las trombas marinas también pueden formarse a partir de mesociclones, pero con mayor frecuencia se desarrollan en entornos de alta inestabilidad y baja cizalladura vertical del viento. En los océanos Atlántico y Pacífico nororiental, un ciclón tropical generalmente se denomina huracán (del nombre de la antigua deidad centroamericana del viento, Huracán), en los océanos Índico y Pacífico sur se denomina ciclón, y en el noroeste del Pacífico se llama tifón. El crecimiento de la inestabilidad en los vórtices no es universal. Por ejemplo, el tamaño, la intensidad, la convección húmeda, la evaporación superficial, el valor de la temperatura potencial en cada altura potencial pueden afectar la evolución no lineal de un vórtice.

Nomenclatura

Henry Piddington publicó 40 artículos sobre tormentas tropicales de Calcuta entre 1836 y 1855 en The Journal of the Asiatic Society. También acuñó el término ciclón, que significa la espiral de una serpiente. En 1842, publicó su tesis histórica, Las leyes de las tormentas.

Estructura

Hay una serie de características estructurales comunes a todos los ciclones. Un ciclón es un área de baja presión. El centro de un ciclón (a menudo conocido en un ciclón tropical maduro como el ojo), es el área de menor presión atmosférica en la región. Cerca del centro, la fuerza del gradiente de presión (de la presión en el centro del ciclón comparada con la presión fuera del ciclón) y la fuerza del efecto de Coriolis deben estar en un equilibrio aproximado, o el ciclón colapsaría sobre sí mismo como resultado. de la diferencia de presión.

Debido al efecto de Coriolis, el flujo de viento alrededor de un gran ciclón es en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. En el hemisferio norte, los vientos más rápidos en relación con la superficie de la Tierra, por lo tanto, ocurren en el lado este de un ciclón que se mueve hacia el norte y en el lado norte de uno que se mueve hacia el oeste; lo contrario ocurre en el Hemisferio Sur. A diferencia de los sistemas de baja presión, el flujo de viento alrededor de los sistemas de alta presión es en el sentido de las agujas del reloj (anticiclónico) en el hemisferio norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur.

Formación

La ciclogénesis es el desarrollo o fortalecimiento de la circulación ciclónica en la atmósfera. La ciclogénesis es un término general para varios procesos diferentes que dan como resultado el desarrollo de algún tipo de ciclón. Puede ocurrir en varias escalas, desde la microescala hasta la escala sinóptica.

Los ciclones extratropicales comienzan como ondas a lo largo de los frentes meteorológicos antes de ocluirse más adelante en su ciclo de vida como sistemas de núcleo frío. Sin embargo, algunos ciclones extratropicales intensos pueden convertirse en sistemas de núcleo cálido cuando se produce un aislamiento cálido.

Los ciclones tropicales se forman como resultado de una importante actividad convectiva y son de núcleo cálido. Los mesociclones se forman como ciclones de núcleo cálido sobre la tierra y pueden conducir a la formación de tornados. Las trombas marinas también pueden formarse a partir de mesociclones, pero con mayor frecuencia se desarrollan en entornos de alta inestabilidad y baja cizalladura vertical del viento. La ciclolisis es lo opuesto a la ciclogénesis y es el equivalente del sistema de alta presión, que se ocupa de la formación de áreas de alta presión: la anticiclogénesis.

Una superficie baja se puede formar de varias maneras. La topografía puede crear una superficie baja. Los sistemas convectivos de mesoescala pueden generar bajas superficiales que inicialmente son de núcleo cálido.La perturbación puede convertirse en una formación similar a una ola a lo largo del frente y la baja se ubica en la cresta. Alrededor de la baja, el flujo se vuelve ciclónico. Este flujo de rotación mueve el aire polar hacia el ecuador en el lado oeste de la baja, mientras que el aire cálido se mueve hacia el polo en el lado este. Aparece un frente frío en el lado oeste, mientras que en el lado este se forma un frente cálido. Por lo general, el frente frío se mueve a un ritmo más rápido que el frente cálido y lo "alcanza" debido a la lenta erosión de la masa de aire de mayor densidad por delante del ciclón. Además, la masa de aire de mayor densidad que barre detrás del ciclón fortalece la masa de aire frío más densa y de mayor presión. El frente frío supera al frente cálido y reduce la longitud del frente cálido.En este punto, se forma un frente ocluido donde la masa de aire caliente es empujada hacia arriba en un canal de aire caliente en lo alto, que también se conoce como trowal.

La ciclogénesis tropical es el desarrollo y fortalecimiento de un ciclón tropical. Los mecanismos por los que se produce la ciclogénesis tropical son claramente diferentes de los que producen los ciclones de latitudes medias. La ciclogénesis tropical, el desarrollo de un ciclón de núcleo cálido, comienza con una convección significativa en un entorno atmosférico favorable. Hay seis requisitos principales para la ciclogénesis tropical:

1. temperaturas de la superficie del mar lo suficientemente cálidas,
2. inestabilidad atmosférica,
3. alta humedad en los niveles inferiores a medios de la troposfera
4. suficiente fuerza de Coriolis para desarrollar un centro de baja presión
5. un foco o perturbación preexistente de bajo nivel
6. cizalladura vertical del viento baja.

Un promedio de 86 ciclones tropicales con intensidad de tormenta tropical se forman anualmente en todo el mundo, de los cuales 47 alcanzan la fuerza de huracán/tifón y 20 se convierten en ciclones tropicales intensos (al menos intensidad de categoría 3 en la escala de huracanes Saffir-Simpson).

Escala sinóptica

Los siguientes tipos de ciclones se pueden identificar en los cuadros sinópticos.

Tipos basados ​​en superficie

Hay tres tipos principales de ciclones de superficie: ciclones extratropicales, ciclones subtropicales y ciclones tropicales.

Ciclón extratropical

Un ciclón extratropical es un sistema meteorológico de baja presión de escala sinóptica que no tiene características tropicales, ya que está conectado con frentes y gradientes horizontales (en lugar de verticales) en temperatura y punto de rocío, también conocidas como "zonas baroclínicas".

"Extratropical" se aplica a los ciclones fuera de los trópicos, en las latitudes medias. Estos sistemas también pueden describirse como "ciclones de latitudes medias" debido a su área de formación, o "ciclones postropicales" cuando un ciclón tropical se ha movido (transición extratropical) más allá de los trópicos. A menudo, los meteorólogos y el público en general los describen como "depresiones" o "mínimos". Estos son los fenómenos cotidianos que, junto con los anticiclones, impulsan el clima en gran parte de la Tierra.

Aunque los ciclones extratropicales casi siempre se clasifican como baroclínicos, ya que se forman a lo largo de zonas de gradiente de temperatura y punto de rocío dentro de los vientos del oeste, a veces pueden volverse barotrópicos al final de su ciclo de vida cuando la distribución de temperatura alrededor del ciclón se vuelve bastante uniforme con el radio. Un ciclón extratropical puede transformarse en una tormenta subtropical, y de allí en un ciclón tropical, si habita sobre aguas cálidas lo suficiente como para calentar su núcleo y, como resultado, desarrolla convección central. Un tipo particularmente intenso de ciclón extratropical que azota durante el invierno se conoce coloquialmente como nor'easter.

Bajo polar

Una baja polar es un sistema atmosférico de baja presión (depresión) de pequeña escala y corta duración que se encuentra sobre las áreas oceánicas hacia el polo del frente polar principal en los hemisferios norte y sur. Las bajas polares se identificaron por primera vez en las imágenes de satélites meteorológicos que estuvieron disponibles en la década de 1960, que revelaron muchos vórtices de nubes a pequeña escala en latitudes altas. Las bajas polares más activas se encuentran sobre ciertas áreas marítimas sin hielo en el Ártico o cerca de él durante el invierno, como el Mar de Noruega, el Mar de Barents, el Mar de Labrador y el Golfo de Alaska. Las bajas polares se disipan rápidamente cuando tocan tierra. Los sistemas antárticos tienden a ser más débiles que sus contrapartes del norte, ya que las diferencias de temperatura entre el aire y el mar alrededor del continente son generalmente más pequeñas.. Sin embargo, se pueden encontrar bajas polares vigorosas sobre el Océano Austral. Durante el invierno, cuando los mínimos del núcleo frío con temperaturas en los niveles medios de la troposfera alcanzan los -45 °C (-49 °F) se mueven sobre aguas abiertas, se forma una convección profunda, lo que permite que sea posible el desarrollo de bajas polares.Los sistemas generalmente tienen una escala de longitud horizontal de menos de 1000 kilómetros (620 millas) y existen por no más de un par de días. Son parte de la clase más grande de sistemas meteorológicos de mesoescala. Las bajas polares pueden ser difíciles de detectar utilizando informes meteorológicos convencionales y son un peligro para las operaciones en latitudes altas, como el transporte marítimo y las plataformas de gas y petróleo. Se ha hecho referencia a las bajas polares con muchos otros términos, como vórtice de mesoescala polar, huracán ártico, baja ártica y depresión de aire frío. Hoy en día, el término suele reservarse para los sistemas más vigorosos que tienen vientos cercanos a la superficie de al menos 17 m/s.

Subtropical

Un ciclón subtropical es un sistema meteorológico que tiene algunas características de un ciclón tropical y algunas características de un ciclón extratropical. Se pueden formar entre el ecuador y el paralelo 50. Ya en la década de 1950, los meteorólogos no tenían claro si debían caracterizarse como ciclones tropicales o ciclones extratropicales, y usaban términos como cuasitropicales y semitropicales para describir los ciclones híbridos. En 1972, el Centro Nacional de Huracanes reconoció oficialmente esta categoría de ciclones. Los ciclones subtropicales comenzaron a recibir nombres de la lista oficial de ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico en 2002.Tienen patrones de viento amplios con vientos máximos sostenidos ubicados más lejos del centro que los ciclones tropicales típicos, y existen en áreas de gradiente de temperatura de débil a moderado.

Dado que se forman a partir de ciclones extratropicales, que tienen temperaturas más frías en altura que las que normalmente se encuentran en los trópicos, la temperatura de la superficie del mar requerida es de alrededor de 23 grados centígrados (73 °F) para su formación, que es tres grados centígrados (5 °F) menos que por ciclones tropicales. Esto significa que es más probable que se formen ciclones subtropicales fuera de los límites tradicionales de la temporada de huracanes. Aunque las tormentas subtropicales rara vez tienen vientos con fuerza de huracán, pueden volverse de naturaleza tropical a medida que sus núcleos se calientan.

Tropical

Un ciclón tropical es un sistema de tormentas caracterizado por un centro de baja presión y numerosas tormentas eléctricas que producen fuertes vientos y lluvias torrenciales. Un ciclón tropical se alimenta del calor liberado cuando el aire húmedo se eleva, lo que resulta en la condensación del vapor de agua contenido en el aire húmedo. Están alimentados por un mecanismo de calor diferente al de otras tormentas de viento ciclónicas, como las tormentas de viento del noreste, las tormentas de viento europeas y las bajas polares, lo que lleva a su clasificación como sistemas de tormentas de "núcleo cálido".

El término "tropical" se refiere tanto al origen geográfico de estos sistemas, que se forman casi exclusivamente en las regiones tropicales del globo, como a su dependencia de las masas de aire tropical marítimo para su formación. El término "ciclón" se refiere a la naturaleza ciclónica de las tormentas, con rotación en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Dependiendo de su ubicación y fuerza, los ciclones tropicales reciben otros nombres, como huracán, tifón, tormenta tropical, tormenta ciclónica, depresión tropical o simplemente ciclón.

Si bien los ciclones tropicales pueden producir vientos extremadamente poderosos y lluvias torrenciales, también pueden producir olas altas y marejadas ciclónicas dañinas. Sus vientos aumentan el tamaño de las olas y, al hacerlo, atraen más calor y humedad a su sistema, lo que aumenta su fuerza. Se desarrollan sobre grandes masas de agua tibia y, por lo tanto, pierden su fuerza si se mueven sobre la tierra. Esta es la razón por la que las regiones costeras pueden recibir daños significativos por un ciclón tropical, mientras que las regiones del interior están relativamente a salvo de los fuertes vientos. Las fuertes lluvias, sin embargo, pueden producir importantes inundaciones tierra adentro.Las marejadas ciclónicas son aumentos en el nivel del mar causados ​​por la presión reducida del núcleo que en efecto "succiona" el agua hacia arriba y de los vientos que en efecto "amontonan" el agua. Las marejadas ciclónicas pueden producir grandes inundaciones costeras hasta 40 kilómetros (25 millas) de la costa. Aunque sus efectos sobre las poblaciones humanas pueden ser devastadores, los ciclones tropicales también pueden aliviar las condiciones de sequía. También transportan calor y energía lejos de los trópicos y los transportan hacia latitudes templadas, lo que los convierte en una parte importante del mecanismo de circulación atmosférica global. Como resultado, los ciclones tropicales ayudan a mantener el equilibrio en la troposfera terrestre.

Muchos ciclones tropicales se desarrollan cuando las condiciones atmosféricas en torno a una perturbación débil en la atmósfera son favorables. Otros se forman cuando otros tipos de ciclones adquieren características tropicales. Entonces, los sistemas tropicales son movidos por vientos directores en la troposfera; si las condiciones siguen siendo favorables, la perturbación tropical se intensifica y puede incluso desarrollar un ojo. En el otro extremo del espectro, si las condiciones alrededor del sistema se deterioran o el ciclón tropical toca tierra, el sistema se debilita y eventualmente se disipa. Un ciclón tropical puede convertirse en extratropical a medida que avanza hacia latitudes más altas si su fuente de energía cambia del calor liberado por la condensación a las diferencias de temperatura entre las masas de aire.Por lo general, no se considera que un ciclón tropical se convierta en subtropical durante su transición extratropical.

• huracán atlántico
• huracán del pacífico
• Tifón del Pacífico
• Ciclón del Océano Índico Norte
• Ciclón del Pacífico Sur
• ciclón de la región australiana
• Ciclón del suroeste del Océano Índico

Tipos de nivel superior

Ciclón polar

Un ciclón polar, subpolar o ártico (también conocido como vórtice polar) es una vasta área de baja presión que se fortalece en el invierno y se debilita en el verano. Un ciclón polar es un sistema meteorológico de baja presión, que generalmente se extiende de 1000 kilómetros (620 mi) a 2000 kilómetros (1200 mi),en el que el aire circula en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. La aceleración de Coriolis que actúa sobre las masas de aire que se mueven hacia los polos a gran altura, provoca una circulación en sentido contrario a las agujas del reloj a gran altura. El movimiento del aire hacia los polos se origina en la circulación de aire de la célula polar. La baja polar no está impulsada por la convección como los ciclones tropicales, ni por las interacciones de las masas de aire frío y cálido como los ciclones extratropicales, sino que es un artefacto del movimiento global del aire de la célula polar. La base de la baja polar se encuentra entre la troposfera media y la superior. En el hemisferio norte, el ciclón polar tiene dos centros en promedio. Un centro se encuentra cerca de la isla de Baffin y el otro sobre el noreste de Siberia.En el hemisferio sur, tiende a ubicarse cerca del borde de la plataforma de hielo de Ross, cerca de 160 de longitud oeste. Cuando el vórtice polar es fuerte, su efecto se puede sentir en la superficie como un viento del oeste (hacia el este). Cuando el ciclón polar es débil, se producen importantes brotes de frío.

Celda TUTT

En circunstancias específicas, los mínimos fríos en los niveles superiores pueden desprenderse de la base de la vaguada troposférica superior tropical (TUTT, por sus siglas en inglés), que se encuentra en medio del océano en el hemisferio norte durante los meses de verano. Estos vórtices ciclónicos de la troposfera superior, también conocidos como celdas TUTT o bajos TUTT, generalmente se mueven lentamente de este-noreste a oeste-suroeste, y sus bases generalmente no se extienden por debajo de los 20,000 pies (6,100 m) de altitud. Por debajo de ellos se encuentra generalmente una vaguada de superficie invertida débil dentro de los vientos alisios, y también pueden estar asociados con amplias áreas de nubes de alto nivel. El desarrollo hacia abajo da como resultado un aumento de cúmulos y la aparición de un vórtice en la superficie. En casos raros, se convierten en ciclones tropicales de núcleo cálido. Los ciclones superiores y las vaguadas superiores que siguen a los ciclones tropicales pueden generar canales de salida adicionales y contribuir a su intensificación. Las perturbaciones tropicales en desarrollo pueden ayudar a crear o profundizar las vaguadas superiores o los mínimos superiores en su estela debido al chorro de salida que emana de la perturbación tropical/ciclón en desarrollo.

Mesoescala

Los siguientes tipos de ciclones no son identificables en los cuadros sinópticos.

Mesociclón

Un mesociclón es un vórtice de aire, de 2,0 kilómetros (1,2 millas) a 10 kilómetros (6,2 millas) de diámetro (la mesoescala de la meteorología), dentro de una tormenta convectiva. El aire sube y gira alrededor de un eje vertical, generalmente en la misma dirección que los sistemas de baja presión en los hemisferios norte y sur. Con mayor frecuencia son ciclónicos, es decir, asociados con una región de baja presión localizada dentro de una supercélula. Tales tormentas pueden presentar fuertes vientos superficiales y granizo severo. Los mesociclones a menudo ocurren junto con corrientes ascendentes en supercélulas, donde se pueden formar tornados. Alrededor de 1700 mesociclones se forman anualmente en los Estados Unidos, pero solo la mitad produce tornados.

Tornado

Un tornado es una columna de aire que gira violentamente y que está en contacto tanto con la superficie de la tierra como con una nube cumulonimbus o, en casos raros, con la base de una nube cumulus. También denominados tornados, término coloquial en América, o ciclones, aunque la palabra ciclón se utiliza en meteorología, en un sentido más amplio, para denominar cualquier circulación cerrada de baja presión.

Remolino de polvo

Un remolino de polvo es un torbellino fuerte, bien formado y de vida relativamente larga, que va desde pequeño (medio metro de ancho y unos pocos metros de alto) hasta grande (más de 10 metros de ancho y más de 1000 metros de alto). El movimiento vertical principal es hacia arriba. Los remolinos de polvo suelen ser inofensivos, pero en raras ocasiones pueden crecer lo suficiente como para representar una amenaza tanto para las personas como para la propiedad.

Tromba marina

Una tromba marina es un vórtice columnar que se forma sobre el agua que es, en su forma más común, un tornado no supercelular sobre el agua que está conectado a una nube cumuliforme. Si bien a menudo es más débil que la mayoría de sus contrapartes terrestres, se producen versiones más fuertes generadas por mesociclones.

Diablo de vapor

Un vórtice suave sobre aguas tranquilas o tierra húmeda que se hace visible por el aumento del vapor de agua.

Remolino de fuego

Un torbellino de fuego, también conocido coloquialmente como diablo de fuego, tornado de fuego, firenado o torbellino de fuego, es un torbellino inducido por un fuego y, a menudo, formado por llamas o cenizas.

Otros planetas

Los ciclones no son exclusivos de la Tierra. Las tormentas ciclónicas son comunes en los planetas jovianos, como la Pequeña Mancha Oscura en Neptuno. Tiene aproximadamente un tercio del diámetro de la Gran Mancha Oscura y recibió el apodo de "Ojo de Mago" porque parece un ojo. Esta apariencia es causada por una nube blanca en medio del Ojo del Mago. Marte también ha exhibido tormentas ciclónicas. Las tormentas jovianas como la Gran Mancha Roja suelen denominarse erróneamente huracanes gigantes o tormentas ciclónicas. Sin embargo, esto es inexacto, ya que la Gran Mancha Roja es, de hecho, el fenómeno inverso, un anticiclón.