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Pregunta: A11) ¿Qué es el "ojo de la tormenta"? ¿Cómo se forma y se mantiene? ¿Qué es la "pared del ojo"? ¿Qué son las "bandas en espiral"?

Contribución de Chris Landsea con la ayuda de otras personas.


NOAA

El "ojo de un ciclón tropical" es una región con simetría casi circular, que se encuentra en el centro de un ciclón tropical fuerte, donde se observa vientos leves y buen tiempo. Aunque los vientos sean leves en el eje de simetría del ojo, los vientos fuertes de la tormenta pueden extenderse y existir en el interior del ojo. El ojo de la tormenta produce típicamente muy poca precipitación, y pudiera dejar entrever cielos claros y dejar ver las estrellas. El ojo es la región con la presión más baja a nivel de la superficie, y de las temperaturas más altas en la tropósfera media. La temperatura en el ojo puede exceder 10° C [18° F], más a los 12 km [8 millas] de altura que la temperatura del medio-ambiente en la periferia de la tormenta, pero sólo 0-2° C [0-3° F] más alta en la superficie (Hawkins y Rubsam 1968) en el ciclón tropical. El ojo de la tormenta puede tener un diámetro de 8 a 200 km [5 a 120 millas], pero la mayoría son típicamente de 30-60 km [20-40 millas] (Weatherford y Gray1988).

El ojo está rodeado o delimitado por la "pared del ojo del ciclón", que está conformada por nubes convectivas muy altas. Este anillo de simetría casi circular también posee los vientos más fuertes a nivel de la superficie en el ciclón tropical. El aire desciende lentamente por el ojo del ciclón, pero en la pared el flujo es mayormente ascendente, con porciones de corrientes ascendentes y descendentes, algunas moderadas y otras relativamente fuertes. Las temperaturas altas del ojo son debidas al calentamiento por compresión del aire descendente. La mayoría de los sondeos de la columna de aire en el ojo muestran una capa de aire relativamente húmeda en la parte baja, y una inversión térmica sobre esta capa. Esta inversión es indicativa de que el aire descendente no llega hasta la superficie del océano, sino que sólo llega hasta aproximadamente los 1-3 km [1-2 millas] de la superficie.

El mecanismo exacto que genera el ojo es todavía un tema controversial. Una explicación posible es que el ojo es el resultado de un gradiente de presión veritcal que se asocia con el debilitamiento y dispersión radial del viento tangencial con la altura (Smith 1980). Otra hipótesis sugiere que el ojo se forma cuando el calor latente es liberado en la pared, lo cual fuerza el flujo descendente del ojo (Shapiro y Willoughby 1982). Es probable que estas ideas no sean inconsistentes entre sí. En cualquiera de los casos, mientras que el aire desciende es comprimido y calentado, relativo al aire del mismo nivel fuera del ojo, lo cual lo hace flotable. Esta flotabilidad hacia arriba balancea aproximadamente el gradiente de presión hacia abajo, lo cual permitiría que la fuerza residual o neta que promueve el aire descendente sea pequeña.

Otro aspecto de los ciclones tropicales que probablemente ayuda a formar y mantener el ojo es la fuerte convección en la pared del ojo. La convección en los ciclones tropicales está organizada en las bandas de lluvia angostas y alargadas, que se orientan paralelas al viento horizontal. Como estas bandas de lluvia parecen tener un configuración de espiral hacia el centro del ciclón tropical, se les llama "bandas en espiral". A lo largo de estas bandas, la convergencia del viento se maximiza en los niveles más bajos, y consecuentemente el flujo es divergente en los niveles superiores de la tormenta. La circulación del aire se establece con la convergencia de aire cálido y húmedo en la superficie, que asciende por las bandas, para luego divergir en lo alto, y también descender a ambos lados de la banda de lluvia. El aire descendente se extiende por un área mayor para radios mayores fuera o exteriores a la banda, pero se concentra para radios menores o interiores por el otro lado de la banda. El aire descendente se calienta adiabáticamente, y estará más seco. Estos efectos se intensifican para los radios menores, es decir, hacia el interior desde la banda, lo cual produce un gradiente radial agudo de la presión al cruzar la banda de lluvia. Debido a que la diferencia radial en la presión se establece por la diferencia radial en las temperaturas, que a su vez producen diferencias radiales en la densidad, con el aire cálido siendo menos denso que el aire frío. Como la presión es menor para radios menores, los vientos tangenciales se intensifican en las regiones donde el gradiente de presión se hace mayor. Eventualmente, el aire fluye hacia el centro del ciclón, y las bandas de lluvia circundan el ojo y conforman la pared del ojo (Willoughby 1979, 1990a, 1995).

Por lo tanto, el ojo aparece libre de nubosidad. Esto puede ser el resultado de una combinación de un efecto centrífugo que dinámicamente extrae masa desde el ojo hacia la pared, y del aire que desciende en compensación a la convección del aire húmedo en la misma pared. Este tema es uno de gran interés investigativo para determinar cuál es la causa primaria.

Concentric eyewalls of typhoon paka Doble Pared del Ojo de Tifón Paka

Algunos de los ciclones tropicales más intensos muestran dos o más paredes concéntricas del ojo (Willoughby et al. 1982, Willoughby 1990a). Según se forma la pared interior del ojo, las celdas convectivas que rodean la pared parecen organizarse en anillos. El ojo interno percibe eventualmente los efectos del aire descendente producido en compensación a la pared concéntrica más exterior, lo cual debilita la pared más interna y la hace desaparecer, siendo reemplazada por la exterior. Los aumentos de presión debido a la destrucción de la pared interior ocurren más rápido que el de reducir la presión al intensificar la pared exterior, y el ciclón mismo se debilita durante un periodo breve.

última vez el 13-agosto-2004.

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