Mesociclón

Un mesociclón es una región de rotación (vórtice) de mesoescala meso-gamma (o escala de tormenta), típicamente alrededor de 2 a 6 millas (3,2 a 9,7 km) de diámetro, que se observa con mayor frecuencia en el radar dentro de las tormentas eléctricas. En el hemisferio norte, generalmente se encuentra en el flanco posterior derecho (borde posterior con respecto a la dirección del movimiento) de una supercélula, o a menudo en el flanco este o delantero de una variedad de supercélula de alta precipitación. El área cubierta por la circulación de un mesociclón puede tener varias millas (kn) de ancho, pero es sustancialmente más grande que cualquier tornado que pueda desarrollarse dentro de él, y es dentro de los mesociclones donde se forman los tornados intensos.

Descripción

Los mesociclones son vórtices de mediana escala de aire ascendente y convergente que circulan alrededor de un eje vertical. Se asocian con mayor frecuencia con una región local de baja presión. Su rotación es (generalmente) en la misma dirección que los sistemas de baja presión en un hemisferio dado: en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur, con la única excepción ocasional de los mesociclones de menor escala. Los mesoanticiclones que giran en dirección opuesta pueden acompañar a los mesociclones dentro de una supercélula, pero estos tienden a ser más débiles y, a menudo, más transitorios que los mesociclones, que pueden mantenerse durante decenas de minutos u horas, y también se forman cíclicamente en sucesión dentro de una supercélula.

Un mesociclón suele ser un fenómeno difícil de observar directamente. La evidencia visual de rotación, como las bandas curvas de flujo de entrada, puede sugerir la presencia de un mesociclón, pero el cilindro de aire circulante suele ser demasiado grande para reconocerlo cuando se lo ve desde el suelo, o puede que no lleve nubes lo suficientemente distintas del aire circundante más tranquilo. para que el flujo de aire circulante sea obvio. Los mesociclones se detectan mejor en el radar meteorológico Doppler como una firma de rotación que cumple con criterios específicos de magnitud, profundidad vertical y duración. En las pantallas de radar NEXRAD de EE. UU., generalmente se resaltan con un círculo sólido amarillo en la pantalla de velocidad Doppler; otros servicios meteorológicos pueden tener otras convenciones.

Dentro de las tormentas

Son de mayor preocupación cuando están contenidos dentro de tormentas eléctricas severas, ya que los mesociclones a menudo ocurren junto con corrientes ascendentes en supercélulas, dentro de las cuales se pueden formar tornados cerca del intercambio con una corriente descendente.

Los mesociclones están localizados, aproximadamente de 2 km (1,2 millas) a 10 km (6,2 millas) de diámetro dentro de fuertes tormentas eléctricas. Las tormentas eléctricas que contienen mesociclones persistentes son tormentas eléctricas de supercélulas (aunque algunas supercélulas e incluso las tormentas de tornados no producen rayos ni truenos y, por lo tanto, técnicamente no son tormentas eléctricas). El radar meteorológico Doppler se utiliza para identificar mesociclones. Un mesovórtice es una característica de rotación similar pero típicamente más pequeña y más débil asociada con las líneas de turbonada.

Formación

Los mesociclones se forman cuando fuertes cambios en la velocidad y/o dirección del viento con la altura ("cizalladura del viento") hacen que partes de la parte inferior de la atmósfera giren en rollos invisibles en forma de tubo. La corriente convectiva ascendente de una tormenta atrae este aire giratorio, inclinando la orientación de los rodillos hacia arriba (de paralelo al suelo a perpendicular) y provocando que toda la corriente ascendente gire como una columna vertical.

A medida que la corriente ascendente gira e ingiere aire más frío y húmedo de la corriente descendente del flanco delantero (FFD), puede formar una nube de pared, una capa giratoria de nubes que desciende desde la base de la nube de tormenta ambiental debajo del mesociclón de nivel medio. La nube de pared tiende a formarse más cerca del centro del mesociclón. A medida que desciende, se puede formar una nube de embudo cerca de su centro. Esta suele ser la primera etapa visible del desarrollo de un tornado.

La siguiente galería muestra las 3 etapas de desarrollo de un mesociclón y una vista del movimiento relativo de la tormenta en el radar de un tornado productor de mesociclón sobre Greensburg, Kansas, el 4 de mayo de 2007. La tormenta estaba en proceso de producir un tornado EF5 en el tiempo de la imagen.

• La cizalladura del viento (rojo) hace que el aire gire (verde).
• La corriente ascendente (azul) "inclina" el aire giratorio hacia arriba.
• La corriente ascendente luego comienza a girar.
• Vista de radar de un mesociclón. Tenga en cuenta que en el momento de esta imagen, un tornado EF5 estaba actualmente en el suelo.

Identificación

La forma más confiable de detectar un mesociclón es mediante un radar meteorológico Doppler. Los valores altos cercanos de signo opuesto dentro de los datos de velocidad son la forma en que se detectan. Los mesociclones se ubican con mayor frecuencia en el flanco posterior derecho de las tormentas eléctricas de supercélulas y cuando están incrustados dentro de las líneas de turbonada (mientras que los mesovórtices se forman con mayor frecuencia en el flanco frontal de las líneas de turbonada), y pueden distinguirse por una firma de rotación de eco de gancho en un mapa de radar meteorológico.. Las señales visuales, como una nube de pared giratoria o un tornado, también pueden indicar la presencia de un mesociclón. Esta es la razón por la que el término ha entrado en un uso más amplio en relación con las características giratorias en tormentas severas.

• Los mesociclones a veces son identificables visualmente por una nube de pared giratoria como la de esta tormenta sobre Texas.
• Salida del algoritmo de detección de mesociclones en células de tornados en el norte de Michigan el 3 de julio de 1999.

Formación de tornados

La formación de tornados no se entiende completamente, pero a menudo ocurre de una de dos maneras.

En el primer método, se deben cumplir dos condiciones:Primero, se debe formar un efecto de giro horizontal en la superficie de la Tierra. Esto generalmente se origina en cambios repentinos en la dirección o velocidad del viento, lo que se conoce como cizalladura del viento.En segundo lugar, debe estar presente una nube de tormenta, u ocasionalmente un cúmulo.

Durante una tormenta eléctrica, las corrientes ascendentes son ocasionalmente lo suficientemente poderosas como para levantar la fila de aire giratoria horizontal hacia arriba, convirtiéndola en una columna de aire vertical. Esta columna de aire vertical se convierte entonces en la estructura básica del tornado. Los tornados que se forman de esta manera suelen ser débiles y generalmente duran menos de 10 minutos.

El segundo método ocurre durante una tormenta supercélula, en corrientes ascendentes dentro de la tormenta. Cuando los vientos se intensifican, la fuerza liberada puede hacer que las corrientes ascendentes giren. Esta corriente ascendente giratoria se conoce como mesociclón.

Para que un tornado se forme de esta manera, una corriente descendente del flanco trasero ingresa al centro del mesociclón desde atrás. El aire frío, al ser más denso que el aire caliente, puede penetrar la corriente ascendente. La combinación de la corriente ascendente y descendente completa el desarrollo de un tornado. Los tornados que se forman con este método suelen ser violentos y pueden durar más de una hora.

Vórtice convectivo de mesoescala

Un vórtice convectivo de mesoescala (MCV), también conocido como centro de vorticidad de mesoescala o Neddy eddy, es un mesociclón dentro de un sistema convectivo de mesoescala (MCS) que atrae los vientos en un patrón circular, o vórtice, en los niveles medios de la troposfera y es normalmente asociado con el flujo de salida anticiclónico en altura, con una región de cizalladura del viento aeronáuticamente problemática entre el aire superior e inferior. Con un núcleo de solo 30 a 60 millas (48 a 97 km) de ancho y de 1 a 3 millas (1,6 a 4,8 km) de profundidad, un MCV a menudo se pasa por alto en los mapas meteorológicos estándar. Los MCV pueden persistir hasta dos días después de que se haya disipado su sistema convectivo de mesoescala principal.

El MCV huérfano puede convertirse en la semilla del próximo brote de tormenta. Un MCV que se mueve hacia aguas tropicales, como el Golfo de México, puede servir como núcleo para un ciclón tropical. Los MCV pueden producir tormentas de viento muy grandes; a veces los vientos pueden alcanzar más de 100 millas por hora (160 km/h). El Southern Midwest Derecho de mayo de 2009 fue un derecho progresivo extremo y un vórtice convectivo de mesoescala que azotó el sureste de Kansas, el sur de Missouri y el suroeste de Illinois el 8 de mayo de 2009.