Un bajo de núcleo frío , también conocido como ciclón de núcleo frío o bajo de nivel superior , es un ciclón en lo alto que tiene asociado un charco de aire frío que reside a gran altura dentro de la troposfera de la Tierra , sin una estructura frontal . Es un sistema de baja presión que se fortalece con la altura de acuerdo con la relación del viento térmico . Si se forma una circulación superficial débil en respuesta a una característica de este tipo en latitudes subtropicales del Pacífico norte oriental o de los océanos Índico norte , se denomina ciclón subtropical . La nubosidad y la lluvia se producen principalmente con estos sistemas durante el día.El clima severo , como los tornados , puede ocurrir cerca del centro de las bajas de los núcleos fríos. Las bajas frías pueden ayudar a generar ciclones con impactos climáticos significativos , como las bajas polares y los vórtices de Kármán . Las bajas frías pueden conducir directamente al desarrollo de ciclones tropicales, debido a su correspondiente charco de aire frío en el aire o al actuar como canales de salida adicionales para ayudar a un mayor desarrollo.
Caracteristicas
Los ciclones fríos son más fuertes en lo alto que en la superficie de la Tierra, o más fuertes en áreas de la troposfera con presiones más bajas, según la relación del viento térmico y la ecuación hipsométrica . La ecuación hipsométrica dicta que las atmósferas más frías tienen menos espacio entre las superficies de presión, lo que corresponde al concepto de menor espesor atmosférico, y la relación del viento térmico indica que en esta situación, el viento aumenta con la altura. [1] [2] También significa que una piscina aislada de aire frío en el aire está asociada con la característica. Debido a su centro frío, el centro muestra un área de espesor mínimo. Dado que la temperatura en cualquier radio dado es similar y paralela a la orientación del gradiente de presión, y por lo tanto al viento , es de naturaleza barotrópica . [3] El movimiento de los ciclones de núcleo frío puede ser errático ya que están separados del cinturón principal de los vientos del oeste , que de otro modo los conduciría progresivamente hacia el este. [4]
La mayor parte de la cobertura de nubes y las precipitaciones en asociación con los mínimos fríos se producen durante las horas del día cuando la luz solar calienta la superficie de la Tierra, desestabilizando la atmósfera y provocando un movimiento vertical ascendente. [5] El desarrollo de clima severo, particularmente tornados, puede ocurrir cerca del centro de estos sistemas sobre tierra durante cualquier estación del año. [6] Durante el invierno, cuando los núcleos fríos bajan con temperaturas en los niveles medios de la troposfera que alcanzan los -45 ° C (-49 ° F) se mueven sobre aguas abiertas, se forma una convección profunda que permite que el desarrollo polar bajo sea posible. [7]
Importancia para los ciclones en los subtrópicos y latitudes medias
Kona mínimos , más ciclones extratropicales y ciclones tropicales de la troposfera superior son mínimos núcleo frío. En la mitad oriental del océano Pacífico norte y el océano Índico norte, la formación de una circulación débil por debajo de una baja troposférica media a alta que se ha separado del cinturón principal de los vientos del oeste durante la estación fría ( invierno ) se denomina subtropical. ciclón. En el caso del océano Índico norte, la formación de este tipo de vórtice conduce al inicio de lluvias monzónicas durante la temporada de lluvias . [8]
Los mínimos de la costa este se forman cerca y al este de donde una baja del núcleo frío interactúa con un gradiente de temperatura de la superficie del mar (SST) a lo largo de la costa este de los continentes , como Asia , América del Norte , África meridional y Australia dentro de un área preexistente de alta presión . Aquellos que se encuentran en la costa este de los Estados Unidos , que normalmente se forman en los meses comprendidos entre octubre y abril, se denominan nor'easters . [9] Inicialmente no asociados con los frentes climáticos , se forman en conjunto con los anticiclones de bloqueo en latitudes más altas, lo que conduce a un lento movimiento hacia los polos hacia arriba en el gradiente de SST. Los mínimos de la costa este pueden persistir hasta una semana. Algunos mínimos de la costa este se desarrollan rápidamente, convirtiéndose en bombas meteorológicas . Hay un ciclo de 4.5 años en la formación de mínimos de la costa este cerca de Australia, en años en transición entre años ENOS cálidos (El Niño) y fríos (La Niña) . Estos sistemas pueden desarrollar vientos fuertes, lluvias intensas, olas de más de 10 metros (33 pies) de altura y características oculares en imágenes de satélite meteorológicas . [10]
Importancia para los ciclones tropicales
La vaguada tropical de la troposfera superior de verano en el hemisferio sur se encuentra sobre la región de los vientos alisios del Pacífico central oriental y puede causar ciclogénesis tropical en alta mar de América Central . [11] En el Pacífico occidental, los mínimos tropicales de la troposfera superior son la causa principal de los pocos ciclones tropicales que se desarrollan al norte del paralelo 20 al norte y al este del meridiano 160 al este durante los episodios de La Niña . [12]
Los ciclones superiores y los valles superiores que se arrastran pueden generar canales de salida adicionales y ayudar en el proceso de intensificación de los ciclones tropicales. El desarrollo de perturbaciones tropicales puede ayudar a crear o profundizar valles superiores o mínimos superiores a su paso debido a la corriente en chorro de salida que emana de la perturbación / ciclón tropical en desarrollo. [13] [14] En el Pacífico Norte occidental, existen fuertes relaciones recíprocas entre las áreas de ciclones tropicales formativos y la de las vaguadas del monzón de la troposfera inferior y la vaguada de la troposfera superior tropical . [15] El movimiento de los ciclones tropicales también puede verse influenciado por las células TUTT dentro de los 1.700 kilómetros (1.100 millas) de su posición, lo que puede dar lugar a pistas no climatológicas, como el movimiento hacia el este dentro de los trópicos o el movimiento hacia el oeste en un área donde los vientos occidentales normalmente dominar. [dieciséis]
Normalmente, una temperatura del océano de 26,5 ° C (79,7 ° F) que se extiende a través de una profundidad de al menos 50 metros (160 pies) es uno de los seis requisitos necesarios para mantener el mesociclón especial que es el ciclón tropical. [17] Las temperaturas del aire más frías a una mayor altitud (p. Ej., Al nivel de 500 hPa , o 5,9 km) pueden conducir a una ciclogénesis tropical a temperaturas del agua más bajas de lo normal, ya que se requiere una cierta tasa de caída para forzar la atmósfera a ser lo suficientemente inestable. para convección. En una atmósfera húmeda, esta tasa de lapso es de 6.5 ° C / km (19 ° F / mi), mientras que en una atmósfera con menos del 100% de humedad relativa , la tasa de lapso requerida es de 9.8 ° C / km (29 ° F / mi ). [18] Un ejemplo reciente de un ciclón tropical que se mantuvo sobre aguas más frías fue Alex de la temporada de huracanes del Atlántico de 2016 , que se convirtió en un huracán sobre aguas a solo 20 ° C (68 ° F). [19]
En el nivel de 500 hPa, la temperatura del aire promedia -7 ° C (18 ° F) dentro de los trópicos, pero el aire en los trópicos normalmente es seco a este nivel, lo que le da espacio al aire para bulbo húmedo , o enfriar a medida que se humedece. a una temperatura más favorable que pueda soportar la convección. Se requiere una temperatura de bulbo húmedo a 500 hPa en una atmósfera tropical de −13,2 ° C (8,2 ° F) para iniciar la convección si la temperatura del agua es de 26,5 ° C (79,7 ° F), y este requisito de temperatura aumenta o disminuye proporcionalmente en 1 ° C en la temperatura de la superficie del mar por cada cambio de 1 ° C a 500 hpa. Bajo un ciclón frío, las temperaturas de 500 hPa pueden caer tan bajo como -30 ° C (-22 ° F), lo que puede iniciar la convección incluso en las atmósferas más secas. Esto también explica por qué la humedad en los niveles medios de la troposfera , aproximadamente en el nivel de 500 hPa, es normalmente un requisito para el desarrollo. Sin embargo, cuando se encuentra aire seco a la misma altura, las temperaturas a 500 hPa deben ser aún más frías, ya que las atmósferas secas requieren una mayor tasa de caída de inestabilidad que las atmósferas húmedas. [20] [21] En alturas cercanas a la tropopausa , la temperatura promedio de 30 años (medida en el período comprendido entre 1961 y 1990) fue de -77 ° C (-132 ° F). [22]
Referencias
- ^ Glosario de meteorología (junio de 2000). "Frío bajo" . Sociedad Meteorológica Estadounidense . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2011 . Consultado el 2 de mayo de 2010 .
- ^ John M. Wallace; Peter V. Hobbs (1977). Ciencia atmosférica: una encuesta introductoria . Academic Press, Inc. págs. 59, 384–385. ISBN 0-12-732950-1.
- ^ Glosario de meteorología (junio de 2000). "Barotrópico" . Sociedad Meteorológica Estadounidense . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2011 . Consultado el 2 de mayo de 2010 .
- ^ R.. Simpson (febrero de 1952). "Evolución de la tormenta de Kona, un ciclón subtropical" (PDF) . Revista de meteorología . 9 (1): 24. Bibcode : 1952JAtS .... 9 ... 24S . doi : 10.1175 / 1520-0469 (1952) 009 <0024: eotksa> 2.0.co; 2 . Consultado el 28 de mayo de 2010 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ JetStream (5 de enero de 2010). "Glosario: C" . Servicio Meteorológico Nacional . Consultado el 28 de mayo de 2010 .
- ^ Jonathan M. Davies (diciembre de 2006). "Tornados con mínimos de 500 mb de núcleo frío" . Clima y pronóstico . 21 (6): 1051–1062. Código Bibliográfico : 2006WtFor..21.1051D . doi : 10.1175 / WAF967.1 .
- ^ Erik A. Rasmussen; John Turner (2003). Mínimos polares: sistemas meteorológicos de mesoescala en las regiones polares . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 224. ISBN 978-0-521-62430-5.
- ^ S. Hastenrath (1991). Dinámica climática de los trópicos. Springer, págs. 244. ISBN 978-0-7923-1346-5 . Consultado el 29 de febrero de 2009.
- ^ Tormenta-E (2007). "Nor'easters" . Centro de Tecnologías Educativas. Archivado desde el original el 26 de junio de 2007 . Consultado el 22 de enero de 2008 .
- ^ Edward Arndt Bryant (1997). Proceso y cambio climático . Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 43–45. ISBN 978-0-521-48440-4.
- ^ James Sadler (noviembre de 1975). "La circulación troposférica superior sobre los trópicos globales" . Universidad de Hawaii . Consultado el 23 de diciembre de 2009 .
- ^ Mark A. Lander; Eric J. Trehubenko; Charles P. Guard (junio de 1999). "Ciclones tropicales del hemisferio oriental de 1996" . Revisión mensual del clima . 127 (6): 1274. Código Bibliográfico : 1999MWRv..127.1274L . doi : 10.1175 / 1520-0493 (1999) 127 <1274: EHTCO> 2.0.CO; 2 . ISSN 1520-0493 .
- ^ Clark Evans (5 de enero de 2006). "Interacciones de vaguadas favorables en ciclones tropicales" . Flhurricane.com. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2006 . Consultado el 20 de octubre de 2006 .
- ^ Deborah Hanley; John Molinari; Daniel Keyser (octubre de 2001). "Un estudio compuesto de las interacciones entre ciclones tropicales y valles troposféricos superiores". Revisión mensual del clima . Sociedad Meteorológica Estadounidense . 129 (10): 2570–84. Código bibliográfico : 2001MWRv..129.2570H . doi : 10.1175 / 1520-0493 (2001) 129 <2570: ACSOTI> 2.0.CO; 2 .
- ^ Centro conjunto de alerta de tifones (2010). "2,5 Alta troposférica ciclónica vórtices" . Marina de los Estados Unidos . Consultado el 24 de abril de 2009 .
- ^ Jason E. Patla; Duane Stevens; Gary M. Barnes (octubre de 2009). "Un modelo conceptual de la influencia de las células TUTT en el movimiento de ciclones tropicales en el noroeste del Océano Pacífico". Clima y pronóstico . 24 (5): 1215-1235. Código Bibliográfico : 2009WtFor..24.1215P . doi : 10.1175 / 2009WAF2222181.1 .
- ^ Chris Landsea (2011). "Asunto: A15) ¿Cómo se forman los ciclones tropicales?" . División de Investigación de Huracanes . Consultado el 27 de enero de 2011 .
- ^ Kushnir, Yochanan (2000). "El Sistema Climático" . Universidad de Columbia . Consultado el 24 de septiembre de 2010 .
- ^ Richard Pasch (14 de enero de 2016). Discusión número 4 sobre el huracán Alex (Informe). Miami, Florida: Centro Nacional de Huracanes . Consultado el 14 de enero de 2016 .
- ^ John M. Wallace; Peter V. Hobbs (1977). Ciencia atmosférica: una encuesta introductoria . Academic Press, Inc. págs. 76–77.
- ^ Chris Landsea (2000). "Variabilidad climática de ciclones tropicales: pasado, presente y futuro" . Tormentas . Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico Atlántico . págs. 220–41 . Consultado el 19 de octubre de 2006 .
- ^ Dian J. Gaffen-Seidel; Rebecca J. Ross; James K. Angell (noviembre de 2000). "Características climatológicas de la tropopausa tropical reveladas por radiosondas" . Laboratorio de Recursos del Aire de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica . Archivado desde el original el 8 de mayo de 2006 . Consultado el 19 de octubre de 2006 .