Derecho (meteorología)

Un derecho, en meteorología, es una tormenta de viento en línea recta, de larga duración y generalizada que está asociada con un grupo de tormentas eléctricas severas que se mueven rápidamente conocido como sistema convectivo de mesoescala.

Los derechos pueden causar vientos huracanados o tornados, tornados reales, fuertes lluvias e inundaciones repentinas. En muchos casos, los vientos inducidos por convección adoptan una forma de línea de turbonada con un eco de proa ("C" hacia atrás), a menudo formándose debajo de un área de vientos divergentes en la troposfera superior, y en una región rica en humedad de bajo nivel y aire cálido. advección Los derechos se mueven rápidamente en la dirección del movimiento de sus tormentas asociadas, similar a un límite de flujo de salida (frente de ráfagas), excepto que el viento permanece sostenido durante un período de tiempo mayor (a menudo aumenta en fuerza después del inicio) y puede exceder la fuerza de un huracán.. Un sistema convectivo que produce derecho puede permanecer activo durante muchas horas y, en ocasiones, durante varios días.

Un fenómeno de clima cálido, los derechos ocurren principalmente en verano, especialmente durante junio, julio y agosto en el hemisferio norte (o marzo, abril y mayo en el hemisferio sur), dentro de áreas de inestabilidad moderadamente fuerte y cizalladura vertical del viento moderadamente fuerte.. Sin embargo, los derechos pueden ocurrir en cualquier época del año y pueden ocurrir con tanta frecuencia durante la noche como durante el día.

Varios estudios desde la década de 1980 han arrojado luz sobre los procesos físicos responsables de la producción de vientos dañinos generalizados por tormentas eléctricas. Además, se ha hecho evidente que los derechos más dañinos están asociados con tipos particulares de sistemas convectivos de mesoescala que se perpetúan a sí mismos (lo que significa que los sistemas convectivos no dependen en gran medida de los procesos meteorológicos a mayor escala, como los asociados con tormentas de nieve). produciendo tormentas invernales y fuertes frentes fríos). Además, el término "derecho" a veces se aplica incorrectamente a eventos de viento generados por convección que no están particularmente bien organizados o son duraderos. Por estas razones, se ha introducido una definición de "derecho" más precisa y basada en la física dentro de la comunidad meteorológica.

Etimología

Derecho proviene del adjetivo español para "recto" (o "directo"), en contraste con un tornado que es un viento "retorcido". La palabra fue utilizada por primera vez en el American Meteorological Journal en 1888 por Gustavus Detlef Hinrichs en un artículo que describe el fenómeno y se basa en un evento de derecho significativo que atravesó Iowa el 31 de julio de 1877.

Desarrollo

Las áreas organizadas de actividad tormentosa refuerzan las zonas frontales preexistentes y pueden dejar atrás a los frentes fríos. El sistema convectivo de mesoescala resultante (MCS) a menudo se forma en el punto de mayor divergencia del flujo de nivel superior en el área de mayor flujo de entrada y convergencia de nivel bajo. La convección tiende a moverse hacia el este o hacia el ecuador, más o menos paralela a las líneas de espesor de bajo nivel y, por lo general, algo a la derecha del flujo troposférico medio. Cuando la convección es fuertemente lineal o ligeramente curva, la MCS se denomina línea de turbonada, y los vientos más fuertes suelen ocurrir justo detrás del borde de ataque del cambio significativo del viento y el aumento de la presión.

Los derechos clásicos se producen con líneas de turbonada que contienen características en forma de arco o punta de lanza vistas por el radar meteorológico que se conocen como ecos de arco o ecos de punta de lanza. Las líneas de turbonada generalmente se "arquean" debido a la formación de un sistema de alta presión de mesoescala que se forma dentro del área de lluvia estratiforme detrás de la línea convectiva inicial. Esta área de alta presión se forma debido a las fuertes corrientes de aire que descienden detrás de la línea de turbonada, y podría tomar la forma de un estallido descendente. El tamaño de la proa puede variar, y las tormentas asociadas con la proa pueden morir y volver a desarrollarse.

Durante la estación fría en el hemisferio norte, los derechos generalmente se desarrollan dentro de un patrón de vientos del suroeste en la troposfera media, en un ambiente de inestabilidad atmosférica de baja a moderada (causada por calor y humedad relativos cerca del nivel del suelo, con aire más frío arriba, según lo medido por energía potencial convectiva disponible) y altos valores de cizalladura vertical del viento (20 m/s o 40 nudos dentro de los 5 km más bajos o 16 000 pies de la atmósfera).

Los derechos de temporada cálida en el hemisferio norte se forman con mayor frecuencia en el flujo de oeste a noroeste en los niveles medios de la troposfera, con niveles de inestabilidad termodinámica de moderados a altos. Como se mencionó anteriormente, los derechos favorecen ambientes de advección cálida de bajo nivel y humedad significativa de bajo nivel.

Clasificación y criterios

Una definición común es un complejo de tormentas eléctricas que produce una franja de viento dañina de al menos 400 kilómetros (250 millas), que presenta un área concentrada de ráfagas de viento inducidas por convección que superan los 25 m / s (50 nudos). De acuerdo con el criterio del Servicio Meteorológico Nacional (NWS), un derecho se clasifica como una banda de tormentas que tienen vientos de al menos 25 m/s (50 nudos) a lo largo de todo el frente de la tormenta, mantenidos durante un lapso de al menos menos seis horas. Algunos estudios agregan el requisito de que no más de dos o tres horas separen dos informes de viento sucesivos.Una definición más reciente y con una base más física de "derecho" propone que el término se reserve para su uso con sistemas convectivos que no solo contienen características únicas observadas por radar, como ecos de proa y mesovórtices, sino también para eventos que producen daños en franjas de al menos 100 km (60 millas) de ancho y 650 km (400 millas) de largo. Un gran ejemplo visual de un derecho se puso a disposición mediante imágenes de lapso de tiempo de los satélites operados por la Asociación Nacional Oceánica y Atmosférica, que registró claramente la capa límite exterior de un derecho y la intensidad de los rayos asociados que se desplazan rápidamente hacia el este en los estados del medio oeste en 10 de agosto de 2020.

Para ser clasificado como un derecho, una tormenta de viento debe cumplir con los siguientes criterios

• Franja de daño por viento que se extiende por más de 400 km (250 mi)
• Ráfagas de viento de al menos 26 m/s (50 kN) en la mayor parte de su longitud
• Varias ráfagas bien separadas de 34 m/s (65 nudos) o mayores

Generalmente se reconocen cuatro tipos de derechos:

• Derecho en serie: este tipo de derecho generalmente se asocia con una baja muy profunda.
  • Arco simple: un eco de arco muy grande alrededor o más de 400 km (250 millas) de largo. Este tipo de derecho en serie es menos común que el tipo de arco múltiple. Un ejemplo de un derecho en serie de un solo arco es el derecho que ocurrió en asociación con el complejo de tormentas de América del Norte de octubre de 2010.
  • Proa múltiple: los derechos de proa múltiples están incrustados en una gran línea de turbonada que suele tener alrededor de 400 km (250 millas) de largo. Un ejemplo de un derecho serial de múltiples arcos es un derecho que ocurrió durante la Tormenta del Siglo de 1993 en Florida. Debido a las supercélulas incrustadas, los tornados pueden surgir de este tipo de derechos. Este es un tipo de derecho en serie mucho más común que el tipo de arco único. Los derechos seriales de arco múltiple se pueden asociar con patrones de onda de eco de línea (LEWP) en el radar meteorológico.
• Derecho progresivo: una línea de tormentas eléctricas toma la forma de un arco y puede viajar cientos de millas a lo largo de frentes estacionarios. Ejemplos de esto incluyen el "Huracán Elvis" en 2003 y el Boundary Waters-Canadian Derecho del 4 al 5 de julio de 1999. La formación de tornados es menos común en un tipo progresivo que en serie.
• Derecho híbrido: un derecho con características tanto de un derecho en serie como progresivo. Al igual que los derechos en serie y los derechos progresivos, estos tipos de derechos están asociados con una baja profunda, pero son de tamaño relativamente pequeño. Un ejemplo es el brote de tornados de finales de mayo de 1998 y el derecho que atravesó el centro de las llanuras del norte y el sur de los Grandes Lagos del 30 al 31 de mayo de 1998.
• Derecho de bajo punto de rocío: un derecho que ocurre en un ambiente de humedad de bajo nivel comparativamente limitada, con una humedad apreciable confinada a los niveles medios de la atmósfera. Dichos derechos ocurren con mayor frecuencia entre fines del otoño y principios de la primavera en asociación con fuertes sistemas de baja presión. Los derechos de bajo punto de rocío son esencialmente bandas organizadas de sucesivas ráfagas secas. El derecho Utah-Wyoming del 31 de mayo de 1994 fue un evento de este tipo. Produjo una ráfaga de viento de 45 m/s (90 nudos) en Provo, Utah, donde resultaron heridas dieciséis personas y eliminó parte del techo del Pabellón Saltair en el Gran Lago Salado. Los puntos de rocío de la superficie a lo largo del camino del derecho estaban entre 7 y 11 ° C (45 y 50 ° F).

Características

Los vientos en un derecho se pueden mejorar con grupos de ráfagas descendentes incrustados dentro de la tormenta. Estos vientos en línea recta pueden superar los 45 m/s (85 nudos), alcanzando los 60 m/s (115 nudos) en eventos pasados. Los tornados a veces se forman dentro de los eventos de derecho, aunque dichos eventos a menudo son difíciles de confirmar debido al daño adicional causado por los vientos en línea recta en el área inmediata.

Con el tornado promedio en los Estados Unidos y Canadá clasificado en el extremo inferior de la clasificación F/EF1 con vientos máximos de 40 a 45 m/s (75 a 85 nudos) y la mayoría o todo el resto del mundo aún más bajo, derechos tienden a entregar la gran mayoría de las condiciones de viento extremo en gran parte del territorio en el que ocurren.Los conjuntos de datos compilados por el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos y otras organizaciones muestran que una gran franja del centro-norte de los Estados Unidos, y presumiblemente al menos las secciones adyacentes de Canadá y gran parte de la superficie de los Grandes Lagos, pueden esperar vientos de 40 a 55 m/s (75 a 105 nudos) sobre un área significativa al menos una vez en un período de 50 años, incluidos eventos convectivos y ciclones extratropicales y otros eventos que derivan energía de fuentes baroclínicas. Solo en el 40 al 65 por ciento aproximadamente de los Estados Unidos que descansan en la costa de la cuenca del Atlántico y una fracción de los Everglades, los derechos son superados a este respecto, por los huracanes que tocan tierra, que en el peor de los casos pueden tener vientos tan severos como EF3. tornados

Ciertas situaciones de derecho son los casos más comunes de brotes de clima severo que pueden volverse menos favorables para la producción de tornados a medida que se vuelven más violentos; el apogeo del derecho del 30 al 31 de mayo de 1998 en la parte superior del Medio Oeste-Canadá-Estado de Nueva York y las últimas etapas de tornados significativos y brotes de clima severo en 2003 y 2004 son solo tres ejemplos de esto. Algunas mediciones en altitud utilizadas para el pronóstico de clima severo pueden reflejar este punto de retorno decreciente para la formación de tornados, y las tres situaciones mencionadas fueron instancias durante las cuales se emitió la rara variedad de alertas de clima severo de Situación Particularmente Peligrosa desde el Centro de Predicción de Tormentas. de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE.

Algunos derechos desarrollan una firma de radar parecida a la de un huracán en los niveles bajos. Pueden tener un ojo central.libres de precipitación, con una presión central mínima y bandas circundantes de fuerte convección, pero que en realidad están asociados con un MCS que desarrolla múltiples líneas de turbonada, y no son de naturaleza tropical. Estas tormentas tienen un núcleo cálido, como otros sistemas convectivos de mesoescala. Uno de esos derechos ocurrió en el medio oeste de EE. UU. el 21 de julio de 2003. Se desarrolló un área de convección en el este de Iowa cerca de un frente estacionario / cálido débil y finalmente maduró, adoptando la forma de una línea de turbonada ondulada en el oeste de Ohio y el sur de Indiana. El sistema se volvió a intensificar después de abandonar el valle de Ohio, comenzando a formar un gran gancho, con ecos de gancho ocasionales que aparecían a lo largo de su lado este. Se formó un centro de baja presión en la superficie y se volvió más impresionante más tarde ese día. Otro ejemplo es el derecho del Medio Oeste Sureño de mayo de 2009.

Ubicación

Los derechos en América del Norte se forman predominantemente de abril a agosto, con una frecuencia máxima de mayo a julio. Durante esta época del año, los derechos se encuentran principalmente en el medio oeste de los Estados Unidos y las tierras altas del interior de los EE. UU., más comúnmente en Oklahoma y en todo el valle de Ohio. A mediados del verano, cuando una masa de aire caliente y bochornosa cubre el centro-norte de los EE. UU., a menudo se desarrollan más al norte, hacia Manitoba o el noroeste de Ontario, a veces muy al norte de la frontera entre Canadá y los EE. UU.

Dakota del Norte, Minnesota y la parte superior de Michigan también son vulnerables a las tormentas de derecho cuando existen tales condiciones. A menudo ocurren a lo largo de frentes estacionarios en la periferia norte de donde existe la burbuja de calor y humedad más intensa. Los derechos de fin de año normalmente se limitan a Texas y el sur profundo, aunque un derecho de fines de verano golpeó partes superiores del área del estado de Nueva York después de la medianoche del 7 de septiembre de 1998. Los derechos de temporada cálida tienen mayor inestabilidad que sus contrapartes de temporada fría, mientras los derechos de temporada tienen mayor cizallamiento que su contraparte de temporada cálida.

Aunque estas tormentas ocurren más comúnmente en América del Norte, los derechos pueden ocurrir en otras partes del mundo, con algunas áreas con relativa frecuencia. Fuera de América del Norte, a veces se les llama por diferentes nombres. Por ejemplo, en Bangladesh y partes del este de la India, un tipo de tormenta conocida como "Kalbaisakhi" o "Nor'westers" puede ser un derecho progresivo. Uno de esos eventos ocurrió el 10 de julio de 2002 en Alemania: un derecho en serie mató a ocho personas e hirió a 39 cerca de Berlín. Los derechos ocurren en el sureste de América del Sur (particularmente en Argentina y el sur de Brasil) y también en Sudáfrica, y en ocasiones más raras, cerca o al norte del paralelo 60 en el norte de Canadá. Principalmente un fenómeno de latitudes medias, los derechos ocurren en la cuenca del Amazonas de Brasil.El 8 de agosto de 2010, un derecho golpeó Estonia y arrancó la torre de la iglesia Väike-Maarja. Los derechos se observan ocasionalmente en China.

• Daños a la iglesia Väike-Maarja en Estonia después del golpe del derecho el 8 de agosto de 2010
• Árboles derribados por desbordes en Boundary Waters - derecho canadiense de 1999
• Granero en Mount Solon, Virginia, destruido en junio de 2012 derecho norteamericano

Riesgo de daño

Dado que los derechos ocurren durante los meses cálidos y, a menudo, en lugares con climas fríos de invierno, las personas que corren mayor riesgo son las que participan en actividades al aire libre. Los campistas, excursionistas y automovilistas corren mayor riesgo debido a la caída de árboles derribados por vientos en línea recta. Amplias franjas de bosque han sido taladas por tales tormentas. Las personas que viven en casas rodantes también están en riesgo; las casas móviles que no están ancladas al suelo pueden volcarse debido a los fuertes vientos. En los Estados Unidos, Michigan y Nueva York han sufrido muchas de las muertes por derechos. Antes del huracán Katrina, el número de muertos por derechos y huracanes era comparable para los Estados Unidos.

Derechos también puede dañar severamente el sistema de distribución eléctrica de un área urbana, especialmente si estos servicios se enrutan sobre el suelo. El derecho que golpeó a Chicago, Illinois, el 11 de julio de 2011, dejó a más de 860.000 personas sin electricidad. El derecho norteamericano de junio de 2012 desconectó la energía eléctrica a más de 3,7 millones de clientes desde el medio oeste de los Estados Unidos, a través de los Apalaches centrales, hasta los estados del Atlántico Medio durante una ola de calor.

El Midwest Derecho de agosto de 2020 entregó una velocidad máxima del viento medida de 56 m/s (109 nudos), con velocidades estimadas de daños de hasta 63 m/s (120 nudos) en el área de Cedar Rapids, Iowa. Se hizo referencia a la tormenta como uno de los "huracanes terrestres" más grandes en la historia registrada que generó 17 tornados confirmados en Wisconsin, Illinois e Indiana. Diez millones de acres de cultivos fueron dañados o destruidos, lo que representa aproximadamente un tercio del área agrícola del estado de Iowa. Más de un millón de hogares en todo el Medio Oeste carecían de servicios básicos como agua y electricidad. El gobernador de Iowa, Reynolds, solicitó $4 mil millones en ayuda federal para ayudar en los esfuerzos de recuperación.Se confirmó que los vientos se agitaron en Colorado y Nebraska, y luego avanzaron con fuerza cruzando 5 estados, incluidos Iowa, Minnesota, Illinois, Indiana y Ohio, dejando una destrucción de más de $ 7.5 mil millones en daños estimados.

Aviación

Los derechos pueden ser peligrosos para la aviación debido a microrráfagas, ráfagas descendentes y grupos de ráfagas descendentes integrados. Además, las poderosas corrientes ascendentes y las nubes altas pueden provocar condiciones peligrosas. El gran tamaño de ellos también hace que sea muy difícil navegar por ellos.