Introducción a los Fenómenos Atmosféricos Extremos
Las severas tempestades que producen tornados se forman del encuentro entre el aire polar, frío y seco, y el aire tropical, cálido y húmedo. Esta condición es muy común en un área de Estados Unidos conocida como el Callejón de los Tornados. Además, es fundamental que la atmósfera se encuentre muy inestable.
Huracanes y Tornados: Características Fundamentales
Los huracanes y tornados son fenómenos atmosféricos que nos sorprenden y atemorizan por su gran poder destructor.
El Huracán
Un huracán es una gran perturbación que se produce sobre las zonas más cálidas de los océanos tropicales. Se caracteriza por tener un gran centro de baja presión, en torno al cual el aire gira a gran velocidad, abarcando una extensión de varios cientos de kilómetros.
El Tornado
El tornado, en cambio, es un fenómeno local, es decir, se produce en una zona muy específica del territorio. Ocurre durante tormentas de gran intensidad y puede durar desde segundos hasta varias horas. Se caracteriza por tener un movimiento circular en forma de embudo que desciende de la base de una nube cumuliforme. Su diámetro, por lo general, es de algunos cientos de metros.
La Física detrás del Viento: Presión y Rotación
El Origen de los Vientos
Los vientos se deben principalmente a diferencias de presión atmosférica, que a su vez son producto del calentamiento desigual en distintos lugares del planeta. Si la Tierra estuviera en reposo, los vientos se desplazarían desde las zonas de altas presiones (anticiclones) hacia las zonas de bajas presiones (ciclones o depresiones). Sin embargo, el movimiento de rotación de nuestro planeta en torno a su propio eje desvía la dirección de los vientos.
Así, el viento tiende a girar rodeando a los anticiclones y ciclones —los centros de alta y baja presión suelen exhibir una forma circular—, aunque de manera distinta.
La magnitud del viento depende de la intensidad de la diferencia de presión. Por ejemplo, mientras menor sea la presión en el centro de un ciclón, mayor será la diferencia de presión entre ese centro y su entorno, produciendo vientos más fuertes. Aunque el viento tiende a girar en torno a los centros de baja presión, también existe un componente que apunta hacia su centro (convergencia), lo que produce un ascenso del aire sobre ellos. A medida que el aire sube, se enfría, y el vapor de agua se condensa, produciendo las nubes y precipitaciones que usualmente acompañan a estas perturbaciones. Los huracanes y tornados son casos extremos de este tipo de fenómenos.
De Depresión Tropical a Huracán
Los centros de baja presión que ocurren sobre los océanos tropicales se denominan depresiones tropicales. A medida que la presión en su centro disminuye, los vientos del entorno aumentan y, cuando estos superan los 120 km/h, la depresión pasa a llamarse huracán y se le asigna un nombre para su identificación. La zona con fuertes vientos y precipitaciones asociada al huracán tiende a exhibir una forma circular, con un radio de algunos cientos de kilómetros.
La alta temperatura de la superficie del mar y los vientos moderados alrededor de una depresión tropical originan una fuerte evaporación desde el océano. Una vez en la troposfera (la zona inferior de la atmósfera), el vapor de agua se condensa y da origen a abundante nubosidad y precipitaciones, proceso en el cual se libera una gran cantidad de calor. Este calentamiento de la atmósfera hace descender la presión en la superficie sobre el centro de la depresión. Así, se genera un proceso de retroalimentación positiva, pues al caer la presión, aumentan el viento y la evaporación.
Es de esta manera como una depresión, en principio de moderada intensidad, puede llegar a convertirse en un violento y devastador huracán. Los huracanes se mueven conducidos por los vientos de gran escala en la atmósfera y así pueden llegar a zonas continentales. Una vez sobre tierra, el huracán entra en su fase terminal, pues no existe suficiente evaporación para mantener el sistema.
El Proceso de Formación de los Tornados
Al igual que los huracanes, los tornados son centros de baja presión muy profundos a los que se asocian vientos muy intensos. El radio típico de la tormenta que genera un tornado es de entre 10 y 20 km, y los vientos asociados al embudo pueden superar los 300 km/h, lo que hace de este fenómeno el más intenso y de mayor capacidad destructiva a nivel local.
Los tornados siempre ocurren en conexión con una tormenta severa sobre zonas continentales muy calientes (como el centro de América del Norte en verano). La lluvia asociada a la tormenta se evapora, enfría localmente la atmósfera y produce un contraste de temperatura muy marcado con zonas cercanas en las que no hay precipitación. Esta disparidad de temperaturas se traduce en una diferencia muy marcada de presión en una distancia pequeña, lo que produce vientos muy intensos. La tormenta provee, además, la rotación inicial de estos vientos para la formación del tornado.
Una vez que el tornado se ha formado, existe también una fuerte convergencia del viento hacia su centro y su posterior ascenso, lo que ocasiona la condensación del vapor de agua y moldea la característica nube con forma de embudo.
Comparativa de Vientos: Potencia y Velocidad
Una diferencia notable entre ambos fenómenos se observa en la velocidad de sus vientos. La velocidad en los tornados es mucho mayor que en los huracanes. A continuación, se detallan las velocidades máximas:
- Tornados: El viento puede llegar a alcanzar, en casos extremos, los 500 km/h.
- Huracanes: La velocidad del viento rara vez supera los 250 km/h.