Contexto 2: Condiciones para la formación de ciclones tropicales

Palabras clave: Fuerza de Coriolis, temperatura del agua,  viento, cambio climático, análisis estadístico.

¿Cómo y donde se forman los huracánes? 

Discutiremos, en particular, las tormentas en la región del Golfo de México. Sus raíces están en Africa, en la región alrededor del ecuador. Las tormentas tropicales se forman en la región donde los vientos alisios del Norte y el Sur se reúnen. Ellos se mueven hacía el Oeste y aparecen como pequeñas zonas de baja presión sobre el Océano.  No puede ser previsto si ellos se convertirán en una tormenta tropical y cuando sucederá, debido a que las condiciones son muy complejas.

Los factores decisivos son:

a) La rotación de La Tierra (la fuerza de Coriolis)
b) La temperatura elevada del agua 
c) La ausencia de vientos cortantes.
 

a) La fuerza de Coriolis

Los remolinos de una tormenta son manejados por la rotación de La Tierra. La fuerza de Coriolis no permite que el viento pueda ser dirigido al centro de una zona de baja presión, en lugar de esto, el aire es arremolinado alrededor del centro. La fuerza de Coriolis, sin embago, es baja en el ecuador. Por lo tanto, las regiones entre 10 - 35° de latitud están en peligro especialmente por tormentas porque aquí la temperatura del agua, así como la fuerza de Coriolis, son suficientes.

En el hemisferio Norte la fuerza de Coriolis desvía el viento a la derecha y hace que el aire se mueva a la izquierda alrededor del centro del sistema de baja presión. En el hemisferio Sur sucede todo lo contrario.

2. La fuerza de Coriolis causa un movimiento a la izquierda de los vientos alrededor del centro de una zona de baja presión.

b) Elevada temperatura del agua

La temperatura de la superficie del agua debe ser por lo menos de 27°C y alcanzar una profundidad suficiente, para que ondas y corrientes no enfríen la superficie en el remolino de la tormenta. Una  tormenta con agua encima de 27°C puede alcanzar las velocidades máximas de viento cerca de 280 km/h, mientras una tempestd sobre agua de 34°C puede elevarse a 380 km/h. Debido a que la temperatura del agua depende de la época del año, los ciclones tropicales son fenómenos estacionales.
  

4. El desarrollo de la temperatura en la superficie del mar en el Golfo de México durante el paso del huracán Katrina entre el 26 de agosto de 2005 (tocó tierra: Agosto 29) y el 2 de septiembre. Se observa fácilmente que el huracán revuelve el agua y las capas superiores tibias son mezcladas con agua más fresca de las capas más bajas.
Mapas de temperatura: NOAA, Atlantic Oceanographic and Met. Laboratory, animación: Elmar Uherek
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Trayectoria del centro de Katrina (círculos)
La intensidad aumenta de azul a rojo.
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c) Débil cizallamiento o cortadura del viento .

Los estados del tiempo circundantes deben soportar la baja presión del remolino. Las direcciones opuestas del viento en diferentes altitudes, la llamada cortadura de viento vertical , puede atraer un huracán revelador. Desde 1995, el cizallamiento del viento en el Golfo de México ha estado sin embargo, debajo del promedio a largo plazo y por lo tanto promueve la formación de tormentas.
 

La ocurrencia de huracanes

Como se ha mostrado arriba, la ocurrencia de huracanes depende  totalmente de la temperatura del agua pero también de débiles valores del cizallamiento del viento. La temperatura del mar cambia según la temporada. Excede el valor crítico de 27°C en Junio en todo el  Golfo de México. Las condiciones para huracanes están dadas. La animación muestra la temperatura en todos los océanos para el año 2005.

La temperatura anual promedio en la superficie del mar depende de las oscilaciones en los sistemas globales de tiempo que duran décadas. Los científicos descubrieron los patrones que muestran los períodos más cálidos y más frescos en el Atlántico Norte los cuales duran 25 años o más.  Empezando con la medida regular de velocidades de viento en las tormentas este patrón fue: 1945 - 1970 más cálido, 1970 - 1995 más frío, 1995 - probablemente 2020 más cálido. La temporada de huracanes es mucho más fuerte en el Golfo de México durante los períodos más cálidos.
 

8. Gráfico de la revisión anual 2004 - Munich Re geo risk research

Ciclones tropicales y cambio climático

Muchos científicos del clima tienen la preocupación que huracanes mas fuertes con velocidades de viento más altas y más lluvia podrían en el futuro devastar las regiones costeras en el futuro. La razón para esto es el aumento en el nivel medio del mar y la temperaturas del aire. El calentamiento global lleva a un calentamiento del aire. El aire caliente puede tomar más humedad y llevar a una precipitación más fuerte. Pero el aire más caliente, calienta también el agua. Las tempestades pueden ganar fuerza adicional de esta agua más caliente y alcanzar  velocidades de viento mayores. Esta tendencia es confirmada en varios modelos cmputacionales. Sin embargo, no hay predicciones claras acerca de tendencias en la frecuencia de huracanes.

9. Desarrollo potencial en la ocurrencia de huracanes fuertes en las fases más cálidas (fondo rojo) y las fases más frescas (fondo azul) del Atlántico Norte.  El calentamiento no debe llevar necesariamente a más huracanes, es decir los valores más altos en el eje-Y, pero puede muy probablemente llevar a tempestades más fuertes como es indicado por el color rojo intenso.
Gráfico: Elmar Uherek

¿Tiene ya el cambio climático un impacto? 

Los huracanes de fuerzas diferentes son acontecimientos que aparecen de manera irregular. La estadística con medidas seguras de velocidad de viento tienen cerca de 60 años. Actualmente observarmos un aumento en huracanes en el Atlántico Norte. Sin embargo, esto puede ser atribuido también a la oscilacion entre fases cálidas y frías, según lo cual se esperan más ciclones tropicales para los años 1995 a 2020.  De las pocas estadísticas disponibles nosotros no podemos hacer ninguna conclusión acerca de huracanes peligrosos que aparecen más a menudo como resultado del calentamiento global. Sin embargo, los huracánes como Katrina pueden ser vistos como una señal de alerta para períodos cálidos en la segunda mitad de este siglo, cuando la influencia del cambio del clima puede ser mucho más fuerte después de la próxima fase fresca.
  

Texto: Dr. Elmar Uherek (MPI - Chemistry Mainz)
Traducción: Leticia Reyes
Revisor científico y corrector linguístico : Dr. Juan Carlos Ortiz Royero (Universidad del Norte / Baranquilla, Colombia)