Tornado

El tornado en sí es el estrecho embudo que va de la nube al suelo. La parte inferior de este tornado está rodeada por una nube de polvo traslúcida, que fue levantada por los fuertes vientos del tornado en la superficie.

Un tornado es un fenómeno meteorológico que consiste en una columna de aire que rota de forma violenta; su extremo inferior está en contacto con la superficie de la Tierra y el superior con una nube cumulonimbus o, excepcionalmente, con la base de una nube cúmulus. Se trata del fenómeno atmosférico más intenso que se conoce.

Los tornados se presentan de diferentes tamaños y formas pero generalmente tienen la forma de una nube embudo, cuyo extremo más angosto toca el suelo y suele estar rodeado por una nube de desechos y polvo. La mayoría de los tornados cuentan con vientos que llegan a velocidades de entre 65 y 180 km/h, miden aproximadamente 75 metros de ancho y se trasladan varios kilómetros antes de desaparecer. Los más extremos pueden tener vientos con velocidades que pueden girar a 450 km/h o más, medir hasta 2 km de ancho y permanecer tocando el suelo a lo largo de más de 100 km de recorrido.

Entre los diferentes tipos de tornados están las trombas terrestres, los tornados de vórtices múltiples y las trombas marinas. Éstas últimas se forman sobre cuerpos de agua, conectándose a cúmulus y nubes de tormenta de mayor tamaño, pero se les considera tornados porque presentan características similares a los que se forman en tierra, como su corriente de aire en rotación en forma de embudo. Las trombas marinas por lo general son clasificadas como tornados no-supercelulares que se forman sobre cuerpos de agua. Estas columnas de aire frecuentemente se generan en áreas intertropicales cercanas a los trópicos o en las áreas continentales de las latitudes subtropicales de las zonas templadas, y son menos comunes en latitudes mayores, cercanas a los polos o en las latitudes bajas, próximas al ecuador terrestre. Otros fenómenos similares a los tornados que existen en la naturaleza incluyen al gustnado y los remolinos de polvo, de fuego y de vapor. Los tornados pueden arrasar con todo a su paso: vehículos, casas... Además, pueden estar acompañados de tormentas tropicales, eléctricas o huracanes.

Los tornados son detectados a través de radares de impulsos Doppler, así como visualmente por los cazadores de tormentas. Se les ha observado en todos los continentes excepto en la Antártida. No obstante, la gran mayoría de los tornados del mundo se producen en la región estadounidense conocida como Tornado Alley, aunque pueden formarse prácticamente en

cualquier parte de América del Norte. También ocurren ocasionalmente en el centro-sur y este de Asia, norte y centro-este de Sudamérica, sur de África, noroeste y sudeste de Europa, oeste y sudeste de Australia y en Nueva Zelanda.

Existen varias escalas diferentes para clasificar la fuerza de los tornados. La escala Fujita-Pearson los evalúa según el daño causado, y ha sido reemplazada en algunos países por la escala Fujita mejorada, una versión actualizada de la anterior. Un tornado F0 ó EF0, la categoría más débil, causa daño a árboles pero no a estructuras. Un tornado F5 ó EF5, la categoría más fuerte, arranca edificios de sus cimientos y puede producir deformaciones estructurales significativas en rascacielos. La escala TORRO va del T0 para tornados extremadamente débiles al T11 para los tornados más fuertes que se conocen. También pueden analizarse datos obtenidos de radares Doppler y patrones de circulación dejados en el suelo (marcas cicloidales) y usarse fotogrametría para determinar su intensidad y asignar un rango

Características

La mayoría de los tornados adoptan la forma de un estrecho embudo, de unos pocos cientos de metros de ancho, con una pequeña nube de desechos cerca del suelo. Los

tornados pueden quedar obscurecidos completamente por lluvia o polvo, y si es así, son particularmente peligrosos, puesto que incluso los meteorólogos experimentados

podrían no verlos.

Ciclo de vida

Relación con la supercelda

Los tornados generalmente se desarrollan a partir de un tipo de tormentas conocidas

como superceldas. Las superceldas contienen mesociclones, que son un área de rotación organizada de aire que se localiza en la atmósfera, de entre 2 a 10 km de

ancho. Además de tornados, son comunes en tales tormentas lluvias intensas, rayos, fuertes ráfagas de viento y granizo. Si bien la mayoría de los tornados, particularmente

los más fuertes (del EF3 al EF5 según la Escala Fujita-Pearson), se derivan de superceldas, también algunos se pueden formar a partir de otras circulaciones de aire,

y por lo tanto son denominados tornados no supercelulares. Este tipo de tornados, no obstante, suelen ser de menor intensidad.

Formación

La mayor parte de los tornados originados en superceldas siguen un ciclo de vida reconocible. Éste comienza con el origen de la propia supercelda, que se da cuando una corriente de aire frío y seco se encuentra con otra de aire cálido y húmedo y se

desplaza por encima de ella. Al ser más pesado el aire frío, se producen capas de aire inestable donde el aire frío desciende y obliga al aire caliente a ascender, creando la

tormenta. Si existe una capa de aire cálido y seco que actúe como aislante, y si las

diferencias de temperatura son lo suficientemente grandes, el descenso del aire frío se

puede dar en forma de remolino. Este aire que desciende, llamado corriente descendente del flanco trasero (RFD, por sus siglas en inglés), acelera al irse acercando al suelo, y arrastra consigo al mesociclón de la supercelda hacia él. Las corrientes ascendentes, por su parte, atraen el aire a su alrededor, aumentando la rotación y convirtiéndose en una columna estrecha, conocida como nube embudo.

Al acercarse el mesociclón al suelo, un embudo de condensación visible aparenta

descender de la base de la tormenta, con frecuencia a partir de una nube pared en rotación. Al ir descendiendo el embudo, la RFD también llega al suelo, creando un

frente de ráfagas que puede causar daños a una buena distancia del tornado. Usualmente, la nube embudo se convierte en un tornado pocos minutos después de

que la RFD toque el suelo.

Madurez

Inicialmente, el tornado cuenta con una buena fuente de aire caliente y húmedo que

ingresa en él para darle energía, por lo que crece hasta que alcanza su etapa madura. Esto puede durar unos pocos minutos o más de una hora, y es durante este tiempo que

el tornado generalmente causa el mayor daño y sus dimensiones llegan al máximo, pudiendo llegar a medir en algunos casos más de 1,5 km de ancho. Mientras tanto, la

RFD, que en esta etapa es un área de vientos superficiales fríos, comienza a colocarse alrededor del tornado, interrumpiendo el flujo de aire caliente que lo alimenta.

Disipación

Cuando la RFD envuelve completamente al tornado y le corta el suministro de aire, el vórtice comienza a debilitarse, y se vuelve delgado, semejante a una cuerda. Esta es la fase de disipación, misma que normalmente no dura más de unos pocos minutos, y tras la cual el tornado se esfuma. Durante esta etapa la forma del tornado depende en gran medida de los vientos de la tormenta principal, lo que puede hacer que tome formas inusuales. A pesar de que el tornado está desapareciendo, todavía es capaz de causar daño. Al convertirse en un tubo delgado, de la misma forma que un patinador recoge

los brazos para girar más rápido, los vientos pueden incrementar su velocidad en este punto.

Habiendo entrado el tornado en su etapa de disipación, su mesociclón asociado por lo general también se debilita, debido igualmente a que la RFD corta el flujo de aire que lo alimenta. Al disiparse el primer mesociclón y su tornado asociado, el flujo de la tormenta puede concentrarse en una nueva área más cerca de su centro. Si un nuevo

mesociclón se forma, el ciclo puede repetirse, produciendo uno o más tornados nuevos. Ocasionalmente, el viejo mesociclón y el nuevo producen tornados al mismo tiempo.

Aunque esta teoría acerca de cómo surgen, se desarrollan y desaparecen los tornados

es ampliamente aceptada, no explica la formación de tornados más pequeños, como las trombas terrestres o los tornados con múltiples vórtices. Todos ellos tienen diferentes mecanismos que influencian su desarrollo, no obstante, la mayoría siguen un patrón similar al aquí descrito.

Tipos

Tornado de vórtices múltiples

Un tornado de vórtices múltiples o tornado multivórtice es un tipo de

tornado en el cual dos o más columnas de aire en movimiento

giran alrededor de un centro común.

Las estructuras multivórtices pueden presentarse en casi cualquier circulación de aire, pero se las observa frecuentemente en

tornados intensos. Estos vórtices generalmente crean pequeñas áreas que causan mayor daño a lo largo de la trayectoria

del tornado principal. Este fenómeno es distinto al tornado satélite, el cual es un tornado más débil que se forma muy cerca de otro tornado más grande y fuerte,

contenido dentro del mismo mesociclón. El tornado satélite aparenta «orbitar» alrededor del tornado mayor (de ahí el nombre), asemejándose a un tornado

multivórtice. No obstante, el tornado satélite es una circulación distinta, y es mucho más pequeño que el embudo principal.

Tromba marina

La tromba marina o manga de agua es simplemente un tornado que se encuentra sobre el agua.

No obstante, los investigadores generalmente distinguen las trombas marinas tornádicas de las no tornádicas. Las trombas marinas no tornádicas son menos fuertes pero mucho más comunes, y son

similares en su dinámica a los llamados remolinos de polvo y a las trombas

terrestres. Se forman en las bases de nubes cumulus congestus en aguas tropicales y

subtropicales. Tienen vientos relativamente débiles, paredes lisas con flujo laminar y generalmente viajan muy lentamente, si es que lo hacen. Comúnmente ocurren en los cayos de la Florida y al norte del mar Adriático. En contraste, las trombas marinas tornádicas son literalmente "tornados sobre el agua". Se forman sobre ella de manera similar a los tornados mesociclónicos, o bien son tornados terrestres que llegan al agua. Ya que se forman a partir de tormentas fuertes y pueden ser mucho más intensas, rápidas y de mayor duración que las trombas

no tornádicas, se les considera más peligrosas.

Tromba terrestre

Una tromba terrestre, también llamada tornado no supercelular,

tornado o embudo nuboso o, por su nombre en inglés, landspout, es un tornado que no está asociado con un mesociclón.

Su nombre proviene de su denominación como una «tromba

marina no tornádica sobre tierra». Las trombas marinas y las terrestres

comparten varias características distintivas, incluyendo su relativa debilidad, corta duración y un embudo de condensación liso y de pequeñas dimensiones que con

frecuencia no toca el suelo. Estos tornados también crean una distintiva nube laminar de polvo cuando hacen contacto con el suelo, debido a que su mecánica es diferen te a la de los tornados mesoformes. Aunque generalmente son más débiles que los tornados clásicos, pueden producir fuertes vientos que igualmente son capaces de

causar graves daños.

Gustnado

Un gustnado (término que proviene de gust front tornado, es decir, «tornado de frente de ráfagas») es un

pequeño remolino vertical asociado con un frente de ráfagas o una ráfaga descendente.

Ya que técnicamente no están

conectados con la base de una nube, existe cierto debate sobre si los

gustnados son tornados. Se forman cuando un flujo de aire frío, seco y

rápido proveniente de una tormenta se encuentra con una masa de aire caliente, húmedo y estacionario cerca del límite del flujo, resultando en un efecto de "redondeamiento" (ejemplificado a través de una nube en rodillo). Si la cizalladura del viento en los niveles inferiores es lo suficientemente fuerte, la rotación puede volverse horizontal o diagonal y hacer

contacto con el suelo. El resultado es un gustnado. Es digno de mencionar que debido a que están libres de cualquier influencia de efecto Coriolis a partir de un mesociclón,

aparentemente son ciclónicos y anticiclónicos de forma alterna sin preferencia alguna.

Remolino de polvo

Un remolino de polvo o remolino de arena, conocido en inglés como dust devil (literalmente «demonio de polvo») se parece a un tornado en que es una columna de aire vertical en rotación. No obstante, se forman bajo cielos despejados y rara vez alcanzan la fuerza de los tornados más débiles. Se desarrollan cuando una fuerte corriente ascendente convectiva se forma cerca del suelo durante un día caluroso. Si hay suficiente

cizalladura del viento en los niveles inferiores, la columna de aire caliente que está en ascenso puede desarrollar un

pequeño movimiento ciclónico que puede distinguirse cerca del suelo. A estos fenómenos no se les considera

tornados porque se forman cuando hay buen clima y no se asocian con nube alguna. Pueden, no obstante, causar ocasionalmente daños de consideración, especialmente en zonas áridas.

Remolino de fuego

Aquellas circulaciones que se desarrollan cerca de incendios forestales reciben el nombre de remolinos o torbellinos de fuego. No se les considera tornados salvo en el raro caso de

que se conecten a una nube pyrocumulus o a otra nube cumuliforme sobre ellos. Los remolinos de fuego por lo general no son tan fuertes como los tornados relacionados

con tormentas. Sin embargo, pueden causar daños considerables.

Remolino de vapor

Un remolino de vapor, en inglés llamado steam devil («diablo de vapor») es un término que se utiliza para describir a una corriente ascendente en rotación que implica vapor o humo. Un remolino de vapor es muy raro, pero se forma principalmente a partir de humo emitido por las chimeneas de una central de energía. Las aguas termales y los desiertos también pueden ser zonas aptas para la formación de un remolino de vapor. Este fenómeno puede ocurrir sobre el agua, cuando el

frío aire ártico se encuentra con agua relativamente cálida.

Intensidad y daño

La escala Fujita-Pearson y la llamada escala Fujita-Pearson mejorada clasifican a los

tornados según el daño causado. La escala mejorada (EF por sus siglas en inglés) fue un perfeccionamiento de la vieja escala Fujita, usando estimaciones de vientos y mejor

descripción de los daños; sin embargo, fue diseñada para que un tornado clasificado según la escala Fujita recibiera el mismo rango numérico, y fue implementada

comenzando en los Estados Unidos en 2007. Un tornado EF0, el más débil según la escala, posiblemente dañe árboles pero no estructuras, mientras que un tornado EF5,

el más fuerte, puede arrancar edificios de sus cimientos dejándolos descubiertos e incluso deformar rascacielos. La similar escala TORRO va de T0 para tornados extremadamente débiles a T11 para los tornados más poderosos que se conocen. Datos obtenidos de un radar de impulsos Doppler, la fotogrametría y los patrones en el suelo

(marcas cicloidales) igualmente pueden ser analizados para determinar la intensidad y otorgar un rango.

Los tornados varían en intensidad sin importar su forma, tamaño y localización, aunque

los tornados fuertes generalmente son más grandes que los débiles. La relación con la

longitud de su recorrido y duración también varía, aunque los tornados con mayor

recorrido tienden a ser más fuertes. En el caso de tornados violentos, sólo presentan

gran intensidad en una porción del recorrido, buena parte de esta intensidad

proviniendo de subvórtices.

En los Estados Unidos, el 80% de los tornados son clasificados como EF0 y EF1 (de T0 a T3). Cuanto mayor sea la intensidad de un rango, menor es su tasa de incidencia, pues

menos de 1% son tornados violentos (EF4, T8 o más fuerte). Fuera del Tornado Alley, y de Norteamérica en general, los tornados violentos son extremadamente raros.

Aparentemente esto se debe más que nada al menor número de tornados en general que hay fuera de dicha región, ya que las investigaciones muestran que la distribución de los tornados según su intensidad es bastante similar a nivel mundial. Unos cuantos tornados de importancia ocurren cada año en Europa, áreas del centro-sur de Asia, porciones del sureste de Sudamérica y el sur de África.

Investigación

La meteorología es una ciencia relativamente joven y aún más el estudio de los

tornados. Aunque han sido estudiados desde el siglo XIX y con mayor énfasis desde mediados del siglo XX, todavía hay aspectos de ellos que son un misterio.

Los científicos tienen una idea bastante precisa del desarrollo de tormentas y

mesociclones, y de las condiciones meteorológicas que conducen a su formación; no obstante, el paso de supercelda (u otros procesos formativos) a tornadogénesis y la diferenciación de

mesociclones tornádicos y no tornádicos son aspectos que todavía no se comprend en del todo y son el enfoque de gran parte de las investigaciones.

También están siendo estudiados los mesociclones en los niveles bajos de la atmósfera y el ensanchamiento de la vorticidad en los niveles bajos que se convierte en el tornado, principalmente cuáles son los procesos y cuál es la relación del medio y la tormenta convectiva. Se ha observado a

tornados intensos formándose simultáneamente con un mesociclón arriba (en lugar d e la sucesiva mesociclogénesis) y a algunos tornados intensos que han ocurrido sin un mesociclón en los niveles medios. En particular, el papel de las corrientes descendentes, principalmente la corriente descendente del flanco trasero, y el papel de los límites baroclínicos, son importantes temas de estudio.

Predecir con fiabilidad la intensidad de un tornado y su longevidad continúa siendo un problema, así como los detalles concernientes a las características de un tornado durante su ciclo de vida y tornadolisis. Otros temas de investigación de trascendencia son los tornados asociados con mesovórtices dentro de estructuras de tormenta lineares y dentro de ciclones tropicales.

Los científicos aún desconocen los mecanismos exactos a través de los cuales se forman la mayoría de los tornados, y ocasionalmente algunos todavía aparecen sin una alerta de tornado previa. Los análisis de las observaciones a partir de instrumentos tanto estacionarios como móviles, superficiales y aéreos, y remotos e in situ, generan nuevas ideas y perfeccionan las nociones existentes. La utilización de modelos matemáticos también proporciona mayor entendimiento ya que las nuevas observaciones y descubrimientos son integrados a nuestro entendimiento físico y después puestos a prueba a través de simulaciones de computadora que validan las nuevas nociones al mismo tiempo que producen descubrimientos teóricos completamente nuevos, muchos de los cuales serían de otra forma casi indeducibles. Igualmente, el desarrollo de nuevas formas de

observación y la instalación de redes de observación espaciales y temporales más finas han ayudado a tener un mayor entendimiento y mejores predicciones.

Programas de investigación, incluyendo proyectos de estudio como el proyecto VOTEX, el despliegue del TOTO, el Doppler On Wheels (DOW) y docenas de programas más, esperan contestar

muchas de las interrogantes que todavía invaden a los meteorólogos. Universidades, agencias gubernamentales como el National Severe Storms Laboratory, meteorólogos del sector privado y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica son algunas de las organizaciones en investigación activa, mismas que cuentan con varias fuentes proveedoras de fondos, tanto privadas como públicas, destacando en este sentido la National Science Foundation.

Radar

Hoy en día, la mayoría de los países desarrollados cuentan con una red de radares meteorológicos, siendo todavía éste el principal método de detección de posibles tornados. En los Estados Unidos y algunos otros países se utilizan estaciones con radares de impulsos Doppler. Estos aparatos miden la velocidad y dirección radial (si se están acercando o alejando del radar) de los vientos de una tormenta, y así pueden detectar evidencias de rotación en tormentas que están a más de 150 km de distancia. Cuando las tormentas están lejos de un radar, sólo las partes altas de la tormenta son observadas y las importantes áreas bajas no son registradas. La resolución de los datos

también decrece en razón de la distancia entre la tormenta y el radar. Algunas condiciones meteorológicas que llevan a la tornadogénesis no son detectables de

inmediato a través de radar y en ocasiones el desarrollo de tornados puede ocurrir más rápidamente de lo que un radar puede completar un escaneo y enviar la información.

Además, la mayoría de las regiones pobladas de la Tierra ahora son visibles desde el Satélite Geoestacionario Operacional Ambiental (GOES, por sus siglas en inglés), el cual

ayuda en el pronóstico de tormentas tornádicas.