Señales de radar características de tiempo convectivo severo

Detección

Esta señal describe la organización en la mesoescala. Un eco en forma de arco es un tipo de tormenta multicelular lineal que se caracteriza por ser una línea de células convectivas con forma cóncava (el «arco») de 20 a 120 km de longitud. Los ecos en arco pueden aparecer como una línea aislada o como un segmento arqueado en un sistema convectivo de mesoescala (p. ej., una línea de inestabilidad).

Uno de los rasgos reconocibles de los ecos en arco es la presencia de una muesca de entrada trasera, un canal de reflectividades débiles situado a buena distancia detrás del núcleo del arco, que puede indicar la presencia de un fuerte chorro de entrada trasero. La muesca de entrada trasera es un rasgo particularmente útil en ausencia de datos doppler.

El chorro de entrada trasero es una señal de velocidad que a menudo ocurre junto con los ecos en arco. Se trata de un chorro elevado que acelera (considerándolo estrictamente desde una perspectiva relativa a la tormenta) desde la parte trasera hacia el límite delantero de la línea de células convectivas, a la vez que desciende hacia la superficie y, a veces, la alcanza.

Siga estos procedimientos para determinar si está viendo una señal de eco en forma de arco con un chorro de entrada trasero fuerte.

Reflectividad: PPI/Plano

1. Use una de las elevaciones más bajas y busque una línea de células convectivas continua o fraccionada.
2. ¿Tiene la línea forma de arco o hay algún segmento arqueado con una longitud de 20 a 120 km a lo largo de la línea? Si es así, puede ser un eco en forma de arco.
3. La muesca de entrada trasera apoya la identificación de la convección mesoescalar como un eco en forma de arco: en la parte «trasera» (respecto del vector movimiento del sistema) de la línea arqueada podría verse una zona de reflectividad más baja (el escudo de lluvia estratiforme). ¿Hay una muesca con reflectividad nula o baja en la parte trasera de esa zona?

Velocidad: PPI/Vista en planta

Aquí vamos a buscar un fuerte chorro de entrada trasero que apoye en mayor medida la identificación de un eco en forma de arco.

1. Busque un máximo de velocidad justo detrás de la línea de convección principal, cerca del vértice del arco y de la muesca de entrada trasera (si existe). La velocidad debería disminuir con la distancia a la parte delantera de la línea. Nota: dependiendo de la velocidad de Nyquist del radar, el chorro de entrada trasero puede estar distorsionado en el canal de velocidad.
2. ¿Alcanza o sobrepasa los 25 m s⁻¹ (48 kt) la velocidad observada? Si es así, hay un chorro de entrada trasero fuerte (es posible que vientos dañinos lleguen hasta la superficie).

Velocidad: RHI/Corte vertical

Una forma alternativa de ver el chorro de entrada trasero fuerte.

1. Elija un corte vertical perpendicular a la línea de convección a través del vértice del segmento arqueado.
2. ¿Hay alguna evidencia de un fuerte chorro que desciende desde la parte trasera hasta la parte delantera de la línea de convección? Si es así, hay un chorro de entrada trasero fuerte.

Posibles dificultades en la detección

Muestreo del radar

• Datos erróneos, un problema que afecta especialmente a los datos de velocidad: reduce la confianza en los píxeles.
• Resolución de los datos de velocidad del radar: generalmente, la resolución baja del radar promedia los valores extremos.
• Degradación de la resolución a mayor alcance: el muestreo del radar se degrada a medida que aumenta la anchura del haz, ya que los datos se suavizan en mayor medida.
• La tormenta está demasiado lejos del radar: el haz pasa por encima de las partes más bajas del eco en forma de arco y del chorro de entrada trasero descendente.
• Ángulo de visión del radar: puede resultar difícil detectar un chorro de entrada trasero fuerte en el campo de velocidad si la señal no está alineada con el haz del radar, ya que la velocidad doppler solo mide la componente radial de la velocidad del campo de viento. Un chorro de entrada trasero orientado en sentido perpendicular al haz del radar es prácticamente invisible.
• Velocidad relativa a la tormenta: lo ideal consiste en ver el chorro de entrada trasero en un marco de referencia relativo al sistema, usando velocidades doppler relativas al sistema.

Ejemplos de señales de eco en forma de arco y de chorro de entrada trasero fuerte

 

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.

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.

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.

Diagnóstico

Una vez que identifique con seguridad una señal de eco en forma de arco, utilice esta sección como guía para estimar la severidad de la tormenta asociada. Por lo general, las escalas temporal y espacial de una señal guardan alguna relación con la fuerza de la corriente ascendente. En otras palabras, cuanto más grande y más persistente sea la señal, tanto más vigorosa será la corriente ascendente que la produce. En las señales basadas en la velocidad, normalmente la fuerza de la corriente ascendente se puede evaluar por la magnitud de las velocidades radiales medidas. Para determinar si la severidad de una tormenta está aumentando o disminuyendo, examine su evolución temporal completa. Entre la señal del radar y el desarrollo de las tormentas asociadas puede producirse cierto desfase temporal, como ocurre, por ejemplo, con los tornados generados en las supercélulas durante el colapso de la tormenta original.

Cuando compare varias señales para diagnosticar la severidad relativa, tenga en cuenta que se supone que se hayan obtenido a distancias del radar iguales. En caso contrario, una tormenta detectada a mayor distancia (con un haz más ancho) puede parecer más débil o que se está debilitando, mientras que una tormenta detectada más cerca (con un haz más estrecho) puede parecer más fuerte o que se está reforzando.

Grado de severidad

La probabilidad de vientos dañinos o destructivos en superficie aumenta con los siguientes factores:

• La magnitud de la velocidad radial en el chorro de entrada trasero.
• Una disminución de la altura del chorro de entrada trasero respecto del suelo: como se explica en la sección «Detección», cuanto menor sea la altura de los vientos dañinos radiales, tanto mayor será la probabilidad de que la mayor parte del momento se transfiera a la superficie, lo cual aumenta la probabilidad de vientos dañinos en superficie.
• Una disminución de la estabilidad estática entre el suelo y el nivel del chorro de entrada trasero: una intensa bolsa de aire frío preexistente cerca del suelo reduce la probabilidad de que el chorro de entrada trasero pueda transportar vientos fuertes hasta la superficie.
• Varias señales individuales de tiempo severo significativas del tamaño de una tormenta en el eco en forma de arco: el eco en forma de arco es una señal de mesoescala, de modo que puede incluir cualquiera de las señales del tamaño de una tormenta, como las siguientes:
  • Región de eco débil (WER)
  • Región de eco débil acotada (BWER)
  • Mesociclones
  • Altura máxima del eco de 50 dBZ
  • Divergencia en el tope de la tormenta
  • Pico de granizo
  • Muesca en el flanco delantero
  • Gradiente de reflectividad intenso en niveles bajos
  • Eco en forma de gancho
  • Convergencia en niveles bajos
  • Divergencia en niveles bajos
  • Reflectividades muy altas

La presencia significativa de cualquiera de estas señales permitiría considerar severo el eco en forma de arco.

La consideración de estos aspectos del eco en forma de arco y del chorro de entrada trasero fuerte ayuda a evaluar la severidad general de la tormenta. Incluso las señales de eco en forma de arco más fuertes deberían investigarse más para confirmar la severidad del sistema, aunque la presencia de un chorro de entrada trasero fuerte es una de las pocas señales que pueden llevar directamente a emitir un aviso de tormenta severa, especialmente para vientos dañinos. En general, la información del radar nunca debe usarse de manera aislada y siempre se debe considerar junto con la información sobre el entorno cerca de la tormenta y cualquier otro dato que esté disponible.

Peligros convectivos más probables

Si se ha determinado que una línea de tormentas es severa y contiene una señal de eco en forma de arco con un chorro de entrada trasero fuerte, considere la posibilidad de incluir los siguientes peligros convectivos en el aviso de tormenta severa:

• Vientos dañinos, y considerar la posibilidad de elevar el aviso con la inclusión de vientos destructivos, especialmente si se observan vientos en exceso de 35 m s⁻¹ (67 kt) cerca de la superficie.

Consulte los «Modelos conceptuales de los tipos de tormentas», donde encontrará explicaciones detalladas de las razones para incluir ciertos tipos particulares de tiempo severo.