Modelo conceptual
La señal de eco en forma de arco es una de las muchas señales que apuntan a la severidad de una tormenta. Una señal de eco en forma de arco persistente debería estar asociada a un chorro de entrada trasero fuerte que, de descender hasta la superficie, podría provocar vientos dañinos.
El chorro de entrada trasero se forma a partir de una línea convectiva en la que el aire cálido asciende hacia la parte trasera de la línea y entra en el yunque a través de las corrientes ascendentes del borde de ataque (vea la figura, más adelante). El calor latente que libera esta corriente ascendente orientada hacia atrás forma una baja hidrostática debajo del yunque, pero encima de la bolsa de aire frío. La bolsa de aire frío marca la posición de una mesoalta inducida hidrostáticamente. El aire fluye lateralmente hacia la baja tanto desde la parte trasera como desde la parte delantera de la línea. Un gradiente de presión horizontal mesoescalar situado encima de la bolsa de aire frío del sistema y orientado de adelante a atrás contribuye a acelerar las burbujas de aire desde atrás hacia la baja, cerca del borde de ataque del sistema. El enfriamiento diabático producido por este chorro de entrada trasero bajo la cortina de lluvia estratiforme contribuye a su descenso conforme se aproxima a la parte delantera del sistema.
Esquema de una línea de turbonada madura (también representativa de la parte central de un eco en forma de arco) que arrastra una zona de precipitación estratiforme. La línea negra traza el perfil aproximado del sistema en el radar y la línea gris tenue marca el alcance visual de las nubes. Las partes sombreadas señalan las zonas de reflectividades más altas.
Este corte vertical conceptual de un sistema convectivo de mesoescala con una cola estratiforme fue adaptado de Houze et al.(1989). Encontrará más detalles en la figura 4 de la sección «Definición» del Modelo conceptual de sistema convectivo de mesoescala.
Además de su asociación con el chorro de entrada trasero, los ecos en arco se caracterizan por estar enmarcados por dos vórtices, uno ciclónico (del lado polar) y otro anticiclónico (del lado ecuatorial). En los ecos en arco de mayor duración, con el tiempo el efecto de Coriolis favorece un desarrollo mayor del vórtice ciclónico. El vértice del arco es la zona preferente para la formación de vientos dañinos en superficie, aunque los mesovórtices de pequeña escala situados en el borde de ataque de la línea pueden causar daños locales, especialmente en la parte del vértice orientada hacia el polo.
Características de un eco en forma de arco del hemisferio sur vistas en una imagen de reflectividad radar. Evolución típica del eco de una tormenta (a), que se transforma en un eco en forma de arco (b, c) y, finalmente, en una coma (d). La línea discontinua indica el eje de mayor probabilidad de reventones. Las flechas indican el flujo del viento relativo al movimiento de la tormenta. Observe las zonas de rotación ciclónica (C) y anticiclónica (A); ambas zonas, pero especialmente C, son capaces de sostener, en algunos casos, desarrollos de tornados.
Esquema de un eco en forma de arco en el hemisferio sur. Las zonas verdes representan reflectividades de 30 dBZ y las rojas de 50 dBZ. La zona del vértice a lo largo del borde de ataque delantero del arco suele ser un área de vientos dañinos en superficie. Los extremos norte y sur del arco se suelen caracterizar por la presencia de un par de vórtices con giro ciclónico y anticiclónico que lo enmarcan. Si ocurren, los mesovórtices dañinos se encontrarán preferentemente a lo largo del borde de ataque del arco, del lado polar respecto a la posición del vértice.
Hay un punto de vista alternativo digno de mención para explicar las propiedades cinemáticas y dinámicas de los ecos en arco: Weisman (1992) conceptualizó la formación del chorro de entrada trasero en términos de la interacción de centros de vorticidad horizontal de signo opuesto cerca de la parte trasera del escudo de precipitación estratiforme y de la bolsa de aire frío del sistema.
Los ecos en arco pueden constituir una entidad independiente, o bien ser un segmento menor de una línea de turbonada. El segmento arqueado se desarrolla debido al chorro de entrada trasero, potencialmente fuerte, que empuja el flujo saliente del sistema hacia delante y es un factor importante en la creación del arqueo asociado con la parte delantera de la línea convectiva.
Es muy probable que un eco en forma de arco y un fuerte chorro de entrada trasero produzcan vientos dañinos, un criterio usado en Australia para definir las tormentas severas.
Aunque los ecos en arco están formados principalmente por células ordinarias sin rotación o con una rotación muy débil, pueden contener supercélulas. Tales supercélulas embebidas no son tan persistentes como las supercélulas aisladas, porque su flujo entrante tiende a ser desbaratado por otras células cercanas en la línea. Las supercélulas tienden a desarrollarse preferentemente en los extremos de la línea, debido al mejor acceso que esta posición ofrece a un flujo de entrada de aire no modificado en niveles bajos. Si se detecta una supercélula en un eco en forma de arco, aumentan las probabilidades de que se manifiesten los cuatro peligros de la convección severa: vientos dañinos o destructivos, granizo grande o gigante, precipitación intensa capaz de provocar crecidas repentinas y tornados.
Clasificación de las tormentas
Los ecos en arco significativos con chorro de entrada trasero fuerte solo están asociados a un tipo de tormenta: el sistema convectivo de mesoescala.
Encontrará más información al respecto en la sección Modelo conceptual de los sistemas convectivos de mesoescala.