Detrás de la temporada de huracanes del Atlántico de 2015: Cizalla de viento y ciclones tropicales

Cizalla del viento
No hay cizalla de viento

En presencia de una cizalla vertical del viento, la estructura del núcleo de una tormenta se inclinará en relación con la cizalla del viento. Esta inclinación interrumpirá el flujo de calor y humedad que impide que la tormenta se desarrolle y se haga más fuerte.

Con la temporada de huracanes del Atlántico de 2015 en marcha, los investigadores están señalando la fuerte presencia de El Niño como el principal factor que suprime el desarrollo de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico. Pero, ¿qué condiciones específicas están asociadas con El Niño que conducen a un ambiente menos que ideal para el desarrollo de ciclones tropicales? A través de la investigación y la observación, los investigadores de huracanes saben que la fuerte cizalladura de los vientos ambientales es un factor importante que afecta el desarrollo y el crecimiento potencial de los huracanes. En esta temporada de huracanes, los investigadores del AOML están profundizando en la relación entre la cizalla del viento y los ciclones tropicales.

¿Qué es la cizalla del viento?

La cizalla del viento es la variación de la velocidad o dirección del viento en una corta distancia dentro de la atmósfera. Para los ciclones tropicales, la cizalladura del viento es importante principalmente en la dirección vertical, ya que estas tormentas ocupan una gran porción vertical de la atmósfera desde el nivel del mar hasta la parte superior de la troposfera, que se extiende hasta unos 40.000 pies de altitud en los trópicos en verano.

¿Cómo afecta la cizalla del viento al desarrollo de los ciclones tropicales?

Los sistemas meteorológicos tropicales son vulnerables a los cambios en la atmósfera más amplia que los rodea; a menudo se ven influidos por grandes características como las zonas de alta y baja presión, y los frentes. Si hay demasiado viento, estos sistemas meteorológicos tienen problemas para organizarse y desarrollarse en un ciclón tropical. A medida que se forma un sistema tropical, las fuertes tormentas eléctricas se acumulan cerca del centro. Dado el entorno adecuado, estos sistemas pueden eventualmente comenzar a girar en sentido contrario a las agujas del reloj (o ciclónicamente) en el hemisferio norte. Con poca o ninguna cizalla del viento, el giro dentro del sistema tropical es uniforme y la tormenta se alinea verticalmente, ayudando a mantenerla intacta y, probablemente, fortaleciéndose.

La condición más favorable para el desarrollo de los ciclones tropicales es la ausencia de cizallamiento del viento. Sin embargo, cuando hay cizallamiento del viento, la estructura del núcleo de la tormenta se inclina verticalmente en relación con el cizallamiento del viento, interrumpiendo el flujo de calor y humedad. Los ciclones tropicales son motores de calor impulsados por la liberación masiva de calor asociada con la condensación del vapor de agua en agua líquida. Los sistemas inclinados verticalmente son menos eficientes para atraer el aire caliente y húmedo del océano circundante y es menos probable que se desarrollen y se fortalezcan.

¿Cómo afecta El Niño a la presencia o ausencia de cizallamiento del viento?

El Niño es un fenómeno climático impulsado por las temperaturas oceánicas superiores a la media en el Pacífico tropical central y oriental. Mientras que ese calor ayuda a impulsar la actividad de las tormentas del Pacífico, el calor adicional transferido a la atmósfera conduce a un efecto dominó, alterando el clima alrededor del globo.

Concretamente, la inestabilidad sobre el cálido Pacífico ecuatorial durante El Niño crea cambios en la corriente de chorro sobre el hemisferio norte, lo que da lugar a una disminución de la cizalla del viento en el Pacífico y a un aumento de la cizalla del viento en gran parte del Caribe y el Atlántico. El Niño también aumenta la estabilidad atmosférica, o la resistencia de la atmósfera al movimiento vertical, en la cuenca del Atlántico, lo que suprime la actividad de los huracanes.

¿Puede una tormenta persistir a pesar de la existencia de la cizalla del viento?

Los investigadores del AOML se centran en las características particulares de los ciclones tropicales desarrollados que les permiten persistir a pesar del aumento de los niveles de cizalladura del viento. El trabajo teórico se centra principalmente en la forma en que la estructura del viento de un ciclón tropical se ve alterada por la cizalla del viento.

Usando un simple modelo matemático, los investigadores pueden estimar el grado en que el centro de la tormenta se inclina verticalmente basándose en la nubosidad dentro de la pared ocular, así como la estructura del viento fuera de la pared ocular. Modelando el desarrollo de la inclinación de la tormenta, se obtiene una mejor comprensión del comportamiento de un ciclón tropical en presencia y ausencia de cizallamiento del viento.

Los resultados sugieren que es más probable que los ciclones tropicales resistan la perturbación por la cizalla vertical del viento cuando las nubes cubren una gran parte del globo ocular y cuando los vientos disminuyen menos rápidamente desde el ojo. Estas simulaciones de modelos son prometedoras para comprender los procesos físicos fundamentales que impulsan la intensidad y los cambios estructurales de los ciclones tropicales debido a factores ambientales.

Un instrumento lidar de viento Doppler añadido a la aeronave cazadora de huracanes de la NOAA esta temporada ayudará a los investigadores del AOML a recoger datos de observación para entender mejor el entorno de viento alrededor de los ciclones tropicales. El instrumento lidar se utiliza para recoger, procesar y transmitir datos atmosféricos desde el interior de un huracán, permitiendo a la NOAA tomar muestras de los vientos dentro de la pared ocular de las tormentas. Aprovechando la experiencia en materia de observación y los nuevos datos combinados con la modelización, los investigadores del AOML esperan aprender más sobre el entorno del viento y la interacción entre la cizalladura del viento y los ciclones tropicales, lo que les permitirá predecir mejor la actividad e intensidad futuras de un huracán.

Publicado originalmente por Edward Pritchard, AOML

Los resultados del modelo sugieren que ciertas características como la nubosidad dentro de la pared ocular así como la estructura del viento fuera de la pared ocular pueden determinar el nivel de resistencia de una tormenta a la cizalladura del viento.