índice
La ciclogénesis
A menudo, las palabras «ciclón» o «borrasca» —que en el contexto de esta lección se emplean como sinónimos— evocan la perspectiva de los satélites. Sin embargo, a la hora de identificar una posible región de ciclogénesis (el desarrollo y fortalecimiento inicial de un ciclón en superficie), en lugar de utilizar las imágenes satelitales solemos recurrir primero a los modelos numéricos, y luego analizar las variables de superficie en busca de indicaciones de su ocurrencia. En vista de nuestra tendencia a relacionar los ciclones con las imágenes satelitales, extraña constatar que no acudimos a ellas directamente para reconocer la ciclogénesis. Esta lección se propone ayudarle a analizar los patrones asociados con la ciclogénesis extratropical en las imágenes satelitales.

Antes de comenzar a considerar la perspectiva del satélite, vale la pena recordar un concepto básico de la evolución de los ciclones extratropicales: tienden a formarse a lo largo de frentes (zonas baroclinas o baroclínicas) preexistentes cuando una perturbación en la troposfera media-alta se aproxima desde algún lugar corriente arriba. La zona baroclínica en superficie sufre una deformación que crea una circulación ciclónica que engendra la borrasca.

A continuación examinaremos las principales estructuras ciclogenéticas tal como se observan en las imágenes del satélite. El ejercicio le pedirá que identifique una serie de estructuras a fin de crear un modelo conceptual centrado en la perspectiva del satélite que se corresponda con el modelo conceptual centrado en la superficie que muestra la figura anterior.
Ejercicio de identificación de estructuras
Parte 1: zona baroclínica
Parte 1: zona baroclínica
Examine esta secuencia de imágenes de vapor de agua y después abra la pestaña «Herramientas de dibujo» y trace una o más áreas generales donde comenzaría a buscar indicios de ciclogénesis en las próximas 12 horas. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Vapor de agua, 19-20 de sep. de 2011
Herramientas de dibujo
Respuestas de otros alumnos
Aquí tiene las respuestas que dieron algunos alumnos. Después de fijarse en ellas, puede cambiar su respuesta, si le parece apropiado. Cuando termine de examinar estas imágenes, haga clic en el renglón subrayado «Respuesta del experto» que aparece a más adelante.






Respuesta del experto (mostrar/ocultar)
Parte 2: perturbaciones corriente arriba
Parte 2: perturbaciones corriente arriba
Vuelva a examinar la misma secuencia de imágenes de vapor de agua y después utilice las herramientas de dibujo para marcar con una cruz la posición de cualquier perturbación que observa corriente arriba.
Vapor de agua, 19-20 de sep. de 2011
Herramientas de dibujo
Haga clic en la imagen y marque la posición de cualquier perturbación que observa corriente arriba. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación: un tren de máximos de vorticidad positiva avanza hacia el eje de una vaguada de inclinación negativa, moviéndose en el lado del polo de la banda frontal. Un poco al norte de estos máximos de vorticidad hay otro, de vorticidad positiva y situado en la rama meridional del flujo, que también se traslada hacia el eje de la vaguada. Ninguno de estos centros de vorticidad está bien definido.
Aquí tiene nuestro análisis manual, que muestra la posición de esos máximos de vorticidad:

Parte 3: nubes estratificadas emergentes
Parte 3: nubes estratificadas emergentes
Ahora que ha identificado la banda frontal y las perturbaciones corriente arriba, estudie la animación una vez más y luego utilice las herramientas de dibujo para marcar la zona donde cree que habrá ciclogénesis en las próximas 12 horas.
Vapor de agua, 19-20 de sep. de 2011
Herramientas de dibujo
Haga clic en la imagen y dibuje el lugar donde cree que habrá ciclogénesis. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Considere ahora esta animación, que muestra las imágenes de vapor de agua de las siguientes 12 horas. ¿Logra identificar la estructura que indica que está ocurriendo ciclogénesis? Enciérrela en un círculo.
Vapor de agua, 20 de sep. de 2011
Herramientas de dibujo
Haga clic en la imagen y encierre en un círculo la estructura que indica que la ciclogénesis ha comenzado. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación: la estructura clave que revela la ciclogénesis en las imágenes satelitales es una zona de nubes estratificadas y alta humedad que emerge por debajo y en el lado del polo de la banda frontal.

La zona de nubes emergentes se forma en el lado frío del chorro, justo delante de la perturbación desencadenante corriente arriba. Este es el primer indicio de la ciclogénesis activa en la superficie que aparece en las imágenes del satélite. Observe que la «fusión» de varios centros de vorticidad ha formado un máximo de vorticidad más pronunciado, comparable en intensidad con la fuerte banda frontal.
Encontraremos el centro del ciclón de superficie debajo de estas nubes emergentes, levemente desplazado hacia la banda frontal.
Esta secuencia de imágenes del satélite muestra el ciclo de vida completo de la borrasca.
Resumen del ejercicio
Resumen del ejercicio
Acabamos de analizar una serie de imágenes satelitales para reconocer, sin recurrir a otra información, una región de ciclogénesis. Este proceso implica identificar:
- una banda de nubes frontal
- algunas perturbaciones corriente arriba
- una región de nubes estratificadas emergentes
La figura siguiente presenta estas estructuras características de la ciclogénesis en forma esquemática e incluye un campo de altura geopotencial esquemático para la troposfera media-alta. En la imagen satelital, tomada del ejemplo anterior, se han resaltado las mismas estructuras. La letra F denota la banda frontal, la X corresponde a la perturbación corriente arriba y la E marca las nubes estratificadas emergentes.
Modelo conceptual

Imagen del satélite

El «espectro» de la ciclogénesis
Las diferencias en la orientación y la intensidad relativa de las estructuras precursoras dan lugar a un sinfín de posibles escenarios para la ocurrencia de la ciclogénesis. De hecho, podemos considerar la intensidad relativa de X en relación con F (la perturbación corriente arriba y la banda frontal, respectivamente) en términos de un amplio espectro de probabilidades de ciclogénesis.

En un extremo, si X es fuerte, puede formarse una borrasca incluso si F es muy débil o inexistente. En el extremo opuesto, si X es débil, F debe ser intensa para provocar la ciclogénesis. Entre estos dos extremos, el equilibrio entre la intensidad relativa de los dos componentes determina la probabilidad de ciclogénesis. A medida que la intensidad absoluta de X o de F aumenta, también aumenta el área de influencia de esa estructura, de modo que puede formarse un ciclón aunque se encuentre a mayor distancia de la otra.
Para comprender mejor el concepto de área de influencia, imagínese que X y F son dos remolinos en un mismo fluido. Conforme la intensidad absoluta de uno de ellos aumenta, será capaz de arrastrar objetos desde una distancia cada vez mayor, es decir, la región que se ve afectada por el remolino es más grande. Esto ocurre tanto con X como con F.
En verano, cuando el patrón sinóptico en general es más débil, en promedio la ciclogénesis suele ocurrir cuando X y F están más cerca entre sí que en invierno.

Si el área de influencia de la banda frontal (F) es amplia, para provocar la ciclogénesis una perturbación corriente arriba (X) débil tendría que estar _____ de ella que una X más fuerte.
Explicación: para que ocurra la ciclogénesis, una X débil tiene que estar más cerca de una F fuerte que una X más intensa.
Al analizar las imágenes en busca de zonas de posible ciclogénesis, tenga presente la intensidad relativa y absoluta de ambas estructuras, es decir, sus respectivas áreas de influencia. Los ejemplos de ciclogénesis que se presentan en los apartados siguientes ilustran la variabilidad del espectro.
X comparable a F
El caso que presentamos en la introducción de esta lección se sitúa en el medio del espectro, porque las intensidades relativas de la perturbación corriente arriba (X) y de la banda frontal (F) son comparables. Esta animación presenta de forma esquemática la evolución de la ciclogénesis cuando la intensidad relativa de X es comparable a la de F. En la animación, F es la banda azul en la derecha; las nubes emergentes —de color rojo— se desprenden de F a medida que X se aproxima. Por delante de X, en la zona de movimiento ascendente de escala sinóptica, se muestra una región de nubes y humedad, en gris. Para simplificar el modelo, la simulación del movimiento relativo de X respecto de F es aproximada.
Conforme la perturbación X se acerca a la banda frontal F, las nubes estratificadas E emergen de F por delante de X, señalando que la ciclogénesis ha comenzado, y esto nos da una indicación del área de influencia de X. La región E emerge en o por delante del punto de inflexión de F, del lado del polo, cuando F comienza a formar una ese. En un comienzo, E está formada por nubes más cálidas con topes más bajos que se expanden hacia atrás, en la dirección de X. A medida que la ciclogénesis continúa, E se enfría y se expande hasta que, finalmente, se fusiona con las nubes asociadas con X y la borrasca adquiere la característica forma de coma.
Ejemplo
Este ejemplo es el primero de tres casos reales que presentamos para ilustrar las posibilidades generales que admite el modelo conceptual de espectro de ciclogénesis. En cada caso, la primera imagen de la animación muestra nuestro análisis manual de la banda frontal (F) y la perturbación corriente arriba (X).
En esta animación, es probable que el área de influencia más amplia _____. (Elija la mejor respuesta.)
Explicación: en este caso, es probable que F tenga el área de influencia más amplia y que sea el elemento más intenso entre los dos. El patrón de nubes asociado con F tiene mayor definición, en términos cualitativos, que la rotación asociada con X. Aunque es probable que F sea más fuerte que X, sus intensidades siguen siendo comparables, de modo que este caso se sitúa claramente en el medio del espectro.
F más fuerte que X
Cuando la banda frontal (F) es mucho más fuerte que la perturbación corriente arriba (X), el área de influencia de X es pequeña, de modo que puede encontrarse muy cerca de F y desarrollarse enteramente en el interior de F. Esta animación muestra, de forma esquemática, que la evolución ocurre dentro de F. Como en el caso anterior, F es azul y se encuentra en la derecha de la animación, mientras que la región de nubes emergentes es rojiza y se desprende de F cuando aparece X. Se simulan de forma aproximada los movimientos relativos.
La existencia de una o más perturbaciones a lo largo de la banda frontal inducirá la ciclogénesis. Hallamos un indicio de su ocurrencia en la formación de nubes estratificadas (E) cerca del punto de inflexión del borde de F corriente arriba. Aunque al principio las nubes emergentes pueden ser más cálidas y de niveles medios en comparación con F, se espesarán y se enfriarán conforme la ciclogénesis continúe. Finalmente, mientras E siga expandiéndose y desarrollándose, cualquier distinción entre E y F desaparecerá y el conjunto nuboso tomará la característica forma de coma.
Ejemplo
Conforme F se acerca a la costa norteamericana del Pacífico (en el lado derecho de la imagen), se forman dos borrascas a lo largo de la banda frontal, corriente abajo de la vaguada de gran escala. Note la ausencia de una perturbación definida corriente arriba al comienzo de la animación, aparte la vaguada de gran escala. Hemos delineado la banda frontal en la imagen inicial.
La presencia de una F fuerte y bien definida en las imágenes del satélite implica la existencia de una intensa zona baroclínica. Con este grado de soporte térmico, una perturbación menor en el flujo puede ser suficiente para provocar la ciclogénesis. Estos eventos suelen ser difíciles de predecir, porque no es fácil localizar con exactitud la perturbación corriente arriba. En situaciones de este tipo, el análisis manual del patrón en las imágenes satelitales es incluso más importante, ya que los modelos numéricos no siempre detectan las irregularidades menores en el flujo.
X más fuerte que F
Cuando X es más fuerte que F, X debe ser suficientemente fuerte (tener una gran área de influencia) como para desarrollarse en un ciclón. La siguiente animación muestra, esquemáticamente, la evolución a partir exclusivamente de X. F está en el lado derecho de la animación; X está asociado con una región en forma de coma de nubes y humedad corriente arriba de F. No se forma nubosidad estratiforme emergente.
En este caso, que podríamos denominar «ciclogénesis en aire frío», la borrasca se forma enteramente en la masa de aire frío. En estas condiciones, X tiene que ser muy fuerte para producir la formación del patrón de nubes en forma de coma. Aquí no hay una región de nubes estratificadas emergentes (E) más baja o más cálida. X vira hacia el polo después de rodear la vaguada y su nube en forma de coma se expande más rápidamente a medida que intensifica el soporte térmico en niveles bajos.
Ejemplo
En la imagen inicial de esta animación hemos identificado la banda frontal y varias perturbaciones corriente arriba. Observe que ninguna de las perturbaciones llega a penetrar el área de influencia de la banda frontal. Fíjese en la evolución de la perturbación más al norte, que se transforma en un pequeño ciclón independiente de la banda frontal.
La intensidad de X se puede detectar por la presencia de una zona de contacto de aire húmedo/seco que avanza a lo largo de la vaguada y la atraviesa. Dicha zona de contacto solo se intensifica con el tiempo, una indicación de condiciones de fuerte cizalladura. Un sistema con este grado de intensidad tiene mayores probabilidades de sobrevivir y fortalecerse a medida que avanza, flanqueando la vaguada.
Ejercicios
Ejercicio 1
Ante cualquier posible caso de ciclogénesis, conviene tratar de reconocer los dos factores contribuyentes antes de proceder a su identificación. Esto le permitirá determinar sus respectivas fuerzas y áreas de influencia. Este caso de estudio le permitirá llevar sus conocimiento a la práctica.
Identifique la banda frontal y la perturbación corriente arriba que en su opinión causarán la ciclogénesis. Si no cree que habrá ciclogénesis, deje la respuesta en blanco.
Vapor de agua, 02-03 de enero de 2012
Herramientas de dibujo
Haga clic en un color para seleccionarlo y luego marque la posición de la banda frontal (azul) y de cualquier perturbación que observa corriente arriba (rojo). Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación: el análisis del experto muestra la posición de X y F.

Si cree que en este caso no habrá ciclogénesis, explique a continuación el razonamiento que le lleva a esta conclusión. Incluya una indicación de la fuerza relativa y absoluta (el área de influencia) de X y de F para referencia posterior. Si cree que habrá ciclogénesis, haga clic en «Continuar».
¿En qué región del espectro situaría este caso?
Explicación: en este caso, F es un poco más fuerte que X.
Al comienzo de la ciclogénesis, ¿qué estructura debería ser evidente en las imágenes del satélite?
Explicación: al comienzo de la ciclogénesis debería ver nubes en niveles medios que emergen del punto de inflexión en el borde trasero de la banda frontal.
Utilice las herramientas de dibujo para encerrar en un círculo las nubes estratificadas emergentes.
Vapor de agua, 03 de enero de 2012
Herramientas de dibujo
Haga clic en la imagen y encierre en un círculo las nubes estratificadas emergentes. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación: la ciclogénesis junto a la costa atlántica de los Estados Unidos comienza en este paso de tiempo y cabe esperar que la depresión continúe profundizándose.
Si usted pensó que no habría ciclogénesis, repase sus apuntes y revise la animación final para corregir cualquier concepto equivocado antes de pasar al próximo caso de estudio.
Ejercicio 2
En la última imagen de esta animación, identifique primero las perturbaciones corriente arriba (X) y las bandas frontales (F). Luego, dibuje en la imagen el lugar que conviene vigilar para la posible formación de ciclogénesis en las próximas 12 horas. Puede haber varios lugares que merecen vigilancia. Si no cree que habrá ciclogénesis, no resalte ninguna región a vigilar.
Vapor de agua, 5-6 de febrero de 2012
Herramientas de dibujo
Haga clic en un color para seleccionarlo y luego marque la posición de la banda frontal (azul), de cualquier perturbación que observa corriente arriba (rojo) y del lugar que vigilaría para la posible formación de ciclogénesis en las próximas 12 horas. Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación: una posible zona a observar es la banda frontal en el este de los Estados Unidos, que se origina en México. La perturbación corriente arriba que avanza hacia esa banda frontal es débil y está debilitándose, de modo que quizás ni siquiera alcance el área de influencia de la banda frontal. Es difícil saberlo.

Otro lugar que vale la pena vigilar es la gran depresión fría centrada en el oeste de los EE.UU., Aunque es posible que no haya ninguna banda frontal reconocible con la cual pueda interactuar. puede ser lo suficientemente intensa como para formar un ciclón sin ella.
La banda frontal con orientación zonal sobre Canadá central es otra zona que merece nuestra atención en las próximas 12 horas. Sin embargo, en ese régimen es difícil que haya perturbaciones corriente arriba favorables para la ciclogénesis.
Si cree que en este caso no habrá ciclogénesis, explique a continuación el razonamiento que le lleva a esta conclusión. Incluya una indicación de la fuerza relativa y absoluta de X y de F para referencia posterior.
Observe la evolución de las condiciones en las imágenes del satélite de las próximas horas: ¿cuál de los tres lugares antes indicados cabe considerar ciclogenético ahora?
Explicación: la opción B parece ser la mejor. Ahora que la humedad oceánica ya no está aislada, la banda frontal es más evidente, aunque es débil y quizás ni siquiera exista en la superficie. La perturbación corriente arriba es grande y es posible que logre desencadenar el desarrollo de algún sistema a partir de la banda frontal débil.
La secuencia de imágenes final revela que es poco probable que se produjera ciclogénesis. Aunque hubo un intento en los niveles altos, el análisis superpuesto del modelo RUC indica que nunca se formó una isobara cerrada duradera en la superficie.
Si usted pensó que en este caso no habría ciclogénesis, repase sus apuntes para ver si la parte final de la animación confirma su sospecha.
En este caso, la banda frontal era débil y la intensidad de la perturbación corriente arriba simplemente no alcanzó un nivel suficiente como para producir una borrasca plenamente formada. Esto es algo que tendrá que aprender con la experiencia, de acuerdo con su localidad y las condiciones estacionales reinantes.
Ejercicio 3
En este ejercicio trabajaremos al revés: analizaremos una borrasca madura hasta el momento de ciclogénesis, como si se tratara de una novela policial. Primero demostraremos que hay un ciclón y luego estudiaremos el caso desde el comienzo para identificar a los «sospechosos» y seguir su rastro hasta el momento del «delito». En esta secuencia de imágenes, fije la atención en la borrasca bien formada que se desplaza hacia el noreste desde un lugar justo a la derecha del centro de la imagen inicial.
¿Qué cabe esperar en términos de la intensidad relativa de X respecto de F a medida que retrocedemos en el tiempo?
Retrocedamos al pasado, a un momento anterior a la ciclogénesis. Esta animación corresponde al día antes de la secuencia que acaba de ver, que muestra la ciclogénesis.
Identifique los elementos sospechosos que puedan existir en la escena. Centre la atención en la mitad oeste del campo que abarca la animación.
Vapor de agua, 03 de enero de 2012
Herramientas de dibujo
Haga clic en un color para seleccionarlo y luego marque la posición de la banda frontal (F) y de cualquier perturbación que observa corriente arriba (X). Cuando termine, haga clic en «Continuar».
Explicación:

¿Cuál de las perturbaciones corriente arriba es más intensa?

Explicación: la perturbación en el punto D está asociada con rotación significativa y delante de ella se observa el desarrollo de una zona de nubes. A veces conviene elegir la perturbación más intensa o mejor definida corriente arriba. Sigamos en nuestro rol de detective hasta dar con la respuesta.
¿Dónde le parece que habrá ciclogénesis respecto de la banda frontal?

Explicación: considerando exclusivamente el borde del lado del polo de la banda frontal, la deformación en F ocurre en un punto de inflexión ubicado en B. Además, se está formando una nubosidad que emerge de la banda frontal y se dirige hacia el lado del polo (el norte y el noreste) de este lugar.
Fíjese ahora dónde ocurre la ciclogénesis a lo largo de la animación, hasta el momento del delito.
¿En qué difiere este caso de ciclogénesis de los otros? Escoja todas las respuestas pertinentes.
Explicación: algunas fuentes describen los casos como este en términos de «ciclogénesis plana y difluente». Este tipo de desarrollo suele ocurrir corriente arriba del eje de una vaguada justo antes de que la perturbación rodee la vaguada. Dada la naturaleza difluente de la región corriente abajo de la vaguada, no esperábamos que esa zona fuera ciclogenética, pero en este caso lo fue. Debido a la curva del flujo, la perturbación rodea la vaguada y se intensifica, lo cual contribuye a la formación de ciclogénesis encima de la banda frontal, ya de por sí relativamente intensa.
Resumen
En un momento dado, muchas borrascas en distintas etapas de evolución cubren el globo terrestre. Esta lección le ha mostrado una manera sencilla de detectar la ciclogénesis a partir de las imágenes de vapor de agua. La identificación de estas tres estructuras importantes ayuda a lograrlo:
- la banda de nubes frontal (F)
- la perturbación corriente arriba (X)
- una región de nubes estratificadas emergentes (E)
También identificamos tres formas en que puede ocurrir la ciclogénesis, según las fuerzas relativas y absolutas de la banda frontal (F) y la perturbación corriente arriba (X):
- X más fuerte que F
- X comparable a F
- X más débil que F
Estos tres casos engloban la amplitud del espectro de ciclogénesis.
Referencias
- Bader, M. J., G. S. Forbes, J. R. Grant, R. B. E. Lilley y A. J. Waters, 1995: Images in Weather Forecasting: A Practical Guide for Interpreting Satellite and Radar Imagery. Cambridge University Press, 499 págs.
- Semple, A. T., 2003: A review and unification of conceptual models of cyclogenesis. Meteo. Appl., 10, 39-59.
- Weldon. R. B. y S. J. Holmes, 1991: Water Vapor Imagery, NOAA Technical Report NESDIS 57. U.S. Department of Commerce/NOAA, 213 págs.