Estructura de la supercélula en el radar
La fuerza, la permanencia relativa y la duración de la corriente ascendente de una supercélula, así como su relación con la rotación a escala de la tormenta, a menudo crean una disposición tetradimensional de los hidrometeoros y patrones de flujo característicos que se pueden ver en el radar. Esta disposición suele incluir bastantes de las señales de reflectividad y velocidad características que se presentan en esta lección, a veces hasta la mayoría de ellas. En una supercélula madura «clásica», normalmente la disposición espacial de estas señales respecto de las demás es particular. Describir esta disposición es el objetivo principal de esta sección.
Fig. 1. Imagen conceptual de una supercélula con movimiento hacia la izquierda en el hemisferio sur que combina elementos observados por satélite y por radar con características conceptuales. El yunque y la línea de flanqueo se pueden observar en el canal visible del satélite. La zona gris con forma de riñón corresponde al eco de reflectividad cerca del suelo, mientras que la línea de trazos rojos muestra el eco más fuerte (40 dBZ o más) correspondiente a los niveles medios de la tormenta. También se muestran algunas señales particulares visible en el radar, así como otros elementos de la estructura de la tormenta.
Fig. 2. Corte vertical de una tormenta supercelular madura que muestra el contorno conceptual y la distribución de reflectividades característica. El sombreado azul representa la bolsa de aire frío de la tormenta.
Fig. 3. Tres cortes casi horizontales de la estructura de reflectividad de una supercélula con movimiento hacia la izquierda. El panel A muestra un corte en niveles bajos con un gradiente de reflectividad intenso en el flanco norte y un eco en forma de gancho. El panel B muestra una región de eco débil acotada (BWER) muy definida, situada aproximadamente encima del gradiente de reflectividad en niveles bajos y debajo del tope de la tormenta, que se muestra en el panel C. Los paneles inferiores muestran un corte vertical de la tormenta a lo largo de la línea ab.
En niveles bajos, las supercélulas se caracterizan con frecuencia por un gradiente de reflectividad intenso en la zona del flujo entrante a la tormenta (figs. 1, 2, 3A), que a menudo se extiende en dirección opuesta a la muesca del flujo de entrada en niveles bajos, ubicada al oeste respecto del gradiente que marca la zona de contacto entre el flujo de entrada en niveles bajos y la bolsa de aire frío de la tormenta (fig. 2). Esta zona puede presentar una fuerte señal de convergencia en niveles bajos. Si la tormenta exhibe rotación en niveles bajos, es muy probable que la circulación se sitúe cerca de la zona de contacto entre la corriente ascendente de niveles bajos y la corriente descendente trasera, en las inmediaciones del eco en forma de gancho (figs. 1 y 3). Es muy probable que se produzcan vientos dañinos en superficie cerca del mesociclón en niveles bajos y en las zonas contiguas a la corriente descendente trasera.
A menudo, una región de eco débil (Weak Echo Region, WER) se extiende hacia arriba desde el gradiente de reflectividad intenso en niveles bajos. La región de eco débil es una característica muy común en las tormentas severas en entornos con cizalladura vertical. Muchas supercélulas contienen corrientes ascendentes muy intensas que impiden la formación de hidrometeoros grandes hasta que el aire ascendente alcance el nivel del yunque, lo cual crea una región de eco débil acotada (Bounded Weak Echo Region, BWER). La región de eco débil acotada está relacionada con la precipitación que desciende alrededor de toda la circunferencia de la corriente ascendente, incluido el lado de proveniencia de la cizalladura (figs. 2 y 3B). La región de eco débil acotada se puede concebir como una «rosca» en niveles medios cuyo centro, que contiene reflectividades más débiles, está rodeado de reflectividades mucho mayores (fig. 3B). Cerca del centro de la región de eco débil acotada suele haber un mesociclón de niveles medios, pero dicha región no se debe concebir como un vórtice arremolinado que transporta los hidrometeoros hasta que alcancen radios mayores. Es probable que la intensidad de reflectividad máxima esté cerca de la WER o de la BWER y que se extienda hasta la zona próxima al gradiente de reflectividad en niveles bajos. Estos gradientes señalan el granizo grande que está cayendo y que en su camino hacia el suelo se va fundiendo parcialmente. El nivel en torno al cual se produce la fusión del granizo grande también es la zona preferencial para la formación del pico de granizo (Three-Body Scatter Spike, TBSS) en los radares de banda S. En este nivel y por debajo del mismo se puede observar una muesca en el flanco delantero o en V en la reflectividad del radar (fig. 1).
En el nivel del yunque, la señal de 50 dBZ en niveles altos, cerca del tope de la tormenta, normalmente se encuentra encima de la región de eco débil acotada en niveles medios o del gradiente de reflectividad intenso en niveles bajos. El tope de la tormenta a menudo aparece como un único eco aislado y está «desplazado» respecto de la posición del núcleo de ecos en niveles bajos (figs. 1, 2, 3). Una señal de divergencia pronunciada en el tope de la tormenta indica la interacción entre el aire evacuado por la corriente ascendente y su nivel de equilibrio (típicamente en la tropopausa). Si bien este flujo de aire saliente se distribuye radialmente desde el punto de origen de la corriente ascendente, los fuertes vientos relativos a la tormenta que existen al nivel del yunque distorsionan considerablemente el campo de flujo radial.
Cabe destacar la evolución del mesociclón. En un comienzo, se forma un mesociclón de niveles medios en el nivel de máxima inclinación del vórtice. A continuación, el mesociclón se extiende hacia arriba y hacia abajo desde los niveles medios y forma la corriente descendente trasera. Los mesociclones maduros exhiben rotación convergente en los niveles bajos, rotación pura en los niveles medios y rotación divergente en altura. En los niveles bajos, el mesociclón es parte corriente ascendente y parte corriente descendente trasera, cuyo frente de racha provoca el ascenso y la inclinación de la línea de vórtices horizontales. Más arriba, en los niveles medios, el mesociclón es principalmente una corriente ascendente. En los niveles bajos, la estabilidad termodinámica de la corriente descendente trasera (que se enrosca en la circulación del mesociclón) determina si el mesociclón en niveles bajos se ocluye y se disipa o si produce tornadogénesis.
Todas las señales que se describen en esta lección excepto el «eco en forma de arco y chorro de entrada trasero fuerte» se pueden encontrar en una supercélula madura:
Señales en niveles bajos
- Vientos dañinos cerca de la superficie
- Eco en forma de gancho
- Convergencia en niveles bajos
- Mesociclón en niveles bajos
- Gradiente de reflectividad intenso en niveles bajos
Señales en niveles medios
- Muesca en el flanco delantero
- Mesociclón en niveles medios
- Pico de granizo
Señales en niveles altos
- Altura máxima del eco de 50 dBZ
- Célula individual
- Propagación anómala de la tormenta
- Divergencia en el tope de la tormenta
Señales en varios niveles
- Región de eco débil acotada (BWER)
- Reflectividad muy alta
- Región de eco débil (WER)