Detección
Un mesociclón en niveles medios es un vórtice de escala de tormenta (de 2 a 10 km de diámetro), normalmente con circulación ciclónica, que está en los niveles medios de una tormenta convectiva y satisface los requisitos de intensidad mesociclónica y extensión espaciotemporal que se indican más adelante. En esta lección, los «niveles medios» se definen como aquella parte de una tormenta convectiva profunda que está aproximadamente a medio camino entre la base y el tope de la tormenta. El mesociclón también debe estar en el mismo lugar o en proximidad de una corriente convectiva ascendente profunda.
Los criterios cuantitativos empleados en el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (National Severe Storms Laboratory, NSSL) y en el Servicio Meteorológico Nacional ( National Weather Service, NWS) de los Estados Unidos para clasificar un vórtice como un mesociclón son los siguientes:
- Duración: la señal es evidente por lo menos en dos barridos sucesivos de 10 minutos del radar.
- Tamaño horizontal: la señal mide entre 2 y 10 km de diámetro.
- Tamaño vertical: la señal tiene una extensión vertical mínima de 3 km.
- Intensidad: la señal presenta una velocidad rotacional mínima de 15 m s−1 o una vorticidad vertical del orden de 10−2 s−1 o mayor.
- Posición: la señal está situada en proximidad de una corriente convectiva ascendente profunda.
Mesociclón en niveles medios con giro horario y un claro par de señales de velocidad entrante/saliente.
Siga este procedimiento para detectar una señal de mesociclón en niveles medios.
Reflectividad: PPI/Vista en planta
Siga este procedimiento para determinar la ubicación de la corriente ascendente.
- Aumente el ángulo de elevación del barrido hasta que ya no se registren ecos de más de 50 dBZ.
- Descienda una elevación de barrido.
- Centre el cursor en el lado de la cizalladura respecto del núcleo con ecos de más de 50 dBZ. Nota: esto es para tener en cuenta el corrimiento del eco que ocurre entre los barridos más bajos y más altos debido al movimiento de la tormenta y los fuertes vientos en altura.
- Coloque un punto de referencia.
- Baje el ángulo de elevación hasta los niveles medios de la tormenta. Escoja un punto de referencia en el lugar donde espera que se encuentre el mesociclón. Ahora cambie a datos de velocidad.
Velocidad: PPI/Vista en planta
Busque máximos locales de velocidad entrante y saliente próximos entre sí cerca del punto de referencia. Los dos máximos de velocidad deberían estar aproximadamente a la misma distancia del radar. Según la componente de movimiento de la tormenta (acercándose o alejándose del radar), es posible que la rotación no se revele como un par simétrico de señales de velocidad entrante/saliente y, de hecho, estas podrían formar un par muy asimétrico. Incluso sin considerar el movimiento de la tormenta, en un marco de referencia centrado en la tormenta, los mesociclones rara vez se manifiestan como pares de señales de velocidad entrante/saliente totalmente simétricas. Esta asimetría se ilustra más adelante, en el apartado «Ejemplos de mesociclones en niveles bajos».
Posibles dificultades en la detección
- Muestreo del radar
- Aliasing: los valores de velocidad radial que superan la velocidad de Nyquist (VN) del radar se reasignan a velocidades radiales distintas y ficticias dentro del intervalo ±VN. Una vez reasignadas, estas señales se consideran «distorsionadas» y su nuevo aspecto puede ocultar fácilmente el par de señales de velocidad entrante/saliente del mesociclón, como en este ejemplo:
Mesociclón ciclónico (con giro horario en el hemisferio sur) con velocidades salientes distorsionadas. Los píxeles distorsionados de la velocidad saliente aparecen en color azul oscuro en vez de colores rojos o violetas.
-
- Desplazamiento rápido de los mesociclones: cuando una tormenta avanza rápidamente o el flujo predominante es fuerte, la señal del mesociclón puede ser difícil de reconocer debido a la frecuente asimetría del par de señales de velocidad entrante/saliente. Pueden darse casos en los que la señal entera es saliente (cuando la tormenta se aleja rápidamente del radar) o entrante (cuando se acerca rápidamente al radar). Por ejemplo, la señal puede componerse de velocidades salientes muy fuertes próximas a velocidades salientes menores.
- Datos de velocidad deficientes: la confianza en los píxeles disminuye, especialmente en los valores extremos; el algoritmo de desambiguación para radares que funcionan con técnicas de frecuencia de repetición de pulso dual puede crear erróneamente píxeles «calientes». La comprobación de la continuidad espacial y temporal permite identificar la mayoría de los datos de velocidad así contaminados.
- Altura del haz: si la tormenta está muy lejos del radar, aumenta la probabilidad de que el haz pase por encima del mesociclón en niveles medios; si la tormenta está muy cerca, el haz puede pasar por debajo del mesociclón en niveles medios.
Mesociclón ciclónico en niveles medios con píxeles poco realistas naranja/rojos correspondientes a datos «deficientes». Puede subir y bajar de elevación o ir hacia delante y hacia atrás en el tiempo para ver si estos píxeles «calientes» aparecen y desaparecen de repente, una clara indicación de que no son de origen físico.
- Degradación de la resolución
- Por aumento en la distancia: el muestreo del radar se degrada debido al ensanchamiento del haz, que suaviza cada vez más los gradientes de velocidad pronunciados en el mesociclón.
- Por disminución del tamaño del mesociclón: el muestreo radar del mesociclón se degrada por la misma razón expuesta en el punto anterior; las «minisupercélulas» con pequeños mesociclones son particularmente propensas a este tipo de problema de muestreo.
- Tiempo de muestreo del radar: los mesociclones pueden durar alrededor de 20 minutos y ser capturados en un único barrido del radar, que tarda 10 minutos en hacerse.
Ejemplos de mesociclones en niveles medios
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Gancho muy «amplio», evidente en la reflectividad, coincidente con un mesociclón en niveles bajos (oval) visible en el campo de velocidad a la misma elevación.
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Mesociclón ciclónico (giro antihorario) en niveles medios del hemisferio norte asociado a una supercélula joven al suroeste de Oklahoma City el 3 de mayo de 1999. El mesociclón se está trasladando rápidamente hacia el radar dejando la rama entrante (al sur) muy distorsionada con valores positivos de color rojo, mientras que la rama saliente (al norte) solo muestra velocidades salientes muy débiles. Observe que el centro de la circulación se localiza en la punta de un eco en forma de gancho profundo en el flanco suroeste de la tormenta.
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Mesociclón ciclónico en niveles medios (hemisferio sur) coincidente con una región de eco débil acotada (BWER) en el flanco norte de esta supercélula. Observe el pico de granizo en la imagen de reflectividad. (Nota: hay una leve discrepancia entre los niveles de ampliación de estas dos imágenes.)
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Mesociclón ciclónico en niveles medios (hemisferio sur) con píxeles «calientes» naranjas y rojos; inicialmente, estos píxeles dan la impresión de ser datos de velocidad distorsionados por aliasing o solapamiento por ambigüedad de distancia, pero los barridos cercanos en el tiempo y en el espacio sugieren que se trata de datos de velocidad de mala calidad. Debido a una nueva y potente corriente ascendente, el centro del mesociclón en niveles medios no está situado en la región de eco débil al suroeste, sino en el flanco norte de la tormenta.
Estructuras semejantes a los mesociclones en niveles medios
- Datos de velocidad deficientes: la mayoría de los radares doppler australianos usan dos frecuencias de repetición de pulso con el objeto de aumentar su velocidad de Nyquist. Debido a ello, los datos de velocidad pueden verse afectados por el algoritmo de desambiguación (unfolding), que a veces produce valores extremos que son falsos. Este ejemplo muestra una transición abrupta de píxeles azul claro a valores rojos, lo cual implica una aceleración demasiado grande en una distancia muy pequeña para que pueda ser una situación real. Además, los datos de reflectividad también sugieren que la célula no parece ser severa.
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Píxeles de velocidad corruptos que no indican rotación: suba y baje y vaya hacia delante y hacia atrás para confirmar que esta estructura carece de continuidad, tanto espacial como temporal.
- Cizalladura débil: la velocidad rotacional es inferior al valor de umbral para un mesociclón de intensidad mínima y se clasifica en el régimen de «cizalladura débil» según el nomograma de clasificación de los mesociclones que se explica en la sección «Diagnóstico».
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Una tormenta en fase de intensificación presenta una circulación ciclónica con velocidades salientes de aproximadamente 6 m s−1 y velocidades entrantes de aproximadamente 13 m s−1. Estos valores son insuficientes para clasificar el par de señales de velocidad entrante/saliente como un mesociclón.
- Divergencia/convergencia: se pueden interpretar incorrectamente como una rotación. Observe la presencia de una isolínea blanca entre las señales de divergencia y convergencia.
Circulación en niveles medios con giro horario que tiene una componente convergente fuerte.
- La señal no coincide con la corriente ascendente: un mesociclón auténtico se debe identificar como una rotación a escala de la tormenta muy próxima a la corriente ascendente.
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
La imagen de velocidad muestra una estructura cerca del centro de la imagen que podría interpretarse erróneamente como una circulación horaria pequeña pero intensa. La imagen de reflectividad correspondiente confirma que la posible circulación es una señal espuria del radar.
- Extensión vertical limitada («vórtice en un solo nivel»): por definición, un auténtico mesociclón requiere una extensión vertical de alrededor de 3 km o más.
- Diámetro de circulación excesivamente grande: un área de rotación amplia que excede la distancia de 2 a 10 km probablemente es el resultado de procesos de escala más grande no relacionados con la inclinación de las líneas de vorticidad horizontal provocada por la corriente ascendente.
Para alternar entre reflectividad y velocidad, use los botones o haga clic en la imagen.
Área de rotación amplia con cizalladura ciclónica que se extiende a través de todo el flanco norte de la tormenta.
- Falta de persistencia: para la clasificación de mesociclón, la señal debe ser evidente durante al menos 10 minutos.