¿Por qué los tornados siguen siendo tan difíciles de pronosticar?

Este artículo apareció originalmente en La conversación.

Mientras un tornado mortal se dirigía hacia Rolling Fork, Mississippi, el 24 de marzo de 2023, los meteorólogos vio la tormenta desarrollándose en el radar y emitió un rara “emergencia de tornado” advertencia. de la NOAA Predicción del tiempo y Predicción de tormentas Los centros habían estado advirtiendo durante varios días sobre el riesgo de clima severo en la región. Pero si bien los pronosticadores pueden ver las señales de posibles tornados con anticipación, pronosticar cuándo y dónde se formarán los tornados sigue siendo extremadamente difícil.

Preguntamos Chris Nowotarskiun científico atmosférico que trabaja en el modelado informático de tormentas severas, para explicar por qué y cómo está mejorando la tecnología de pronóstico.

¿Por qué los tornados siguen siendo tan difíciles de pronosticar?

Los meteorólogos han mejorado mucho en el pronóstico de las condiciones que hacen que los tornados sean más probables. Pero predecir exactamente qué tormentas eléctricas producirán un tornado y cuándo es más difícil, y ahí es donde se enfoca una gran parte de la investigación sobre clima severo en la actualidad.

A menudo, tendrá una línea de tormentas eléctricas en un entorno que parece favorable para los tornados, y una tormenta puede producir un tornado pero las otras no.

Las diferencias entre ellos podrían deberse a pequeñas diferencias en variables meteorológicas, como la temperatura. Incluso los cambios en las condiciones de la superficie terrestre (campos, regiones boscosas o entornos urbanos) podrían afectar la formación de un tornado. Estos pequeños cambios en el entorno de la tormenta pueden tener un gran impacto en los procesos dentro de las tormentas que pueden hacer o deshacer un tornado.

Uno de los predictores más fuertes de si una tormenta eléctrica produce un tornado se relaciona con cizalladura vertical del vientoque es como el viento cambia de dirección o velocidad con la altura en la atmósfera.

La forma en que la cizalladura del viento interactúa con el aire enfriado por la lluvia dentro de las tormentas, lo que llamamos “flujo de salida”, y la cantidad de precipitación que se evapora pueden influir en la formación de un tornado. Si alguna vez ha estado en una tormenta eléctrica, sabe que justo antes de que comience a llover, a menudo recibe una ráfaga de aire frío que surge de la tormenta. Las características de esa salida de aire frío son importantes para determinar si se puede formar un tornado, porque los tornados generalmente se forman en esa parte más fría de la tormenta.

¿Con cuánta anticipación puede saber si es probable que un tornado sea grande y poderoso?

Es complicado. El radar sigue siendo nuestra principal herramienta para determinar cuándo emitir una peligro de tornado – lo que significa que un tornado es inminente en el área y las personas deben buscar refugio.

La gran mayoría de los tornados violentos se forman a partir de supercélulas, tormentas eléctricas con una corriente ascendente giratoria profunda, llamada “mesociclón”. La cizalladura vertical del viento puede permitir que los niveles medios de la tormenta giren, y la succión ascendente de este mesociclón puede intensificar la rotación dentro del flujo de salida de la tormenta hasta convertirse en un tornado.

Si tiene una supercélula y tiene una fuerte rotación sobre el suelo, a menudo es un precursor de un tornado. Algunas investigaciones sugieren que un mesociclón más ancho es más probable que cree un más fuerte, tornado más duradero que otras tormentas.

Los meteorólogos también analizan las condiciones ambientales de la tormenta: temperatura, humedad y cizalladura del viento. Esos ofrecen más pistas de que es probable que una tormenta produzca un tornado significativo.

El porcentaje de tornados que reciben una advertencia ha aumentado en las últimas décadas, debido a radar doppler, modelado mejorado y mejor comprensión del entorno de la tormenta. Acerca de 87% de los tornados mortales de 2003 a 2017 tuvo una advertencia previa.

El plazo de entrega de las advertencias también ha mejorado. En general, es unos 10 a 15 minutos ahora. Es tiempo suficiente para llegar a su sótano o, si está en un parque de casas rodantes o afuera, para encontrar una instalación segura. No todas las tormentas tendrán tanto tiempo de anticipación, por lo que es importante llegar a un refugio rápido.

¿Qué están descubriendo los investigadores hoy sobre los tornados que pueden ayudar a proteger vidas en el futuro?

Si piensas en el película “Torbellino,” a principios de la década de 1990 comenzamos a hacer más trabajo de campo sobre tornados. Sacábamos radares en camiones y conducíamos vehículos con instrumentos montados en el techo hacia las tormentas. Fue entonces cuando realmente comenzamos a apreciar lo que llamamos procesos a escala de tormenta: las condiciones dentro de la tormenta misma, cómo las variaciones en la temperatura y la humedad en el flujo de salida pueden influir en el potencial de tornados.

Sin embargo, los científicos no pueden lanzar un globo meteorológico o enviar instrumentos a cada tormenta. Entonces, también usamos computadoras para modelar tormentas para comprender lo que sucede dentro. A menudo, ejecutaremos varios modelos, denominados conjuntos. Por ejemplo, si nueve de cada 10 modelos producen un tornado, sabemos que es muy probable que la tormenta produzca tornados.

El Laboratorio Nacional de Tormentas Severas ha estado experimentando recientemente con advertencias de tornado basadas en estos modelos, llamados Advertencia sobre el pronósticopara aumentar el tiempo de espera para las advertencias de tornado.

Hay muchas otras áreas de investigación. Por ejemplo, para comprender mejor cómo se forman las tormentas, Hago mucho modelado por computadora idealizado.. Para eso, utilizo un modelo con un entorno de tormenta simplificado y realizo pequeños cambios en el entorno para ver cómo cambia la física dentro de la propia tormenta.

También hay nuevas herramientas para perseguir tormentas. Ha habido una explosión en el uso de drones: los científicos están colocando sensores en vehículos aéreos no tripulados y volándolos cerca de ya veces en la tormenta.

El enfoque de la investigación de tornados también se ha desplazado de las Grandes Llanuras, el tradicional “callejón de tornados”, al sudeste.

¿Qué tienen de diferente los tornados en el sureste?

En el sureste hay algunas influencias diferentes sobre las tormentas en comparación con las Grandes Llanuras. El sureste tiene más árboles y un terreno más variado, y también más humedad en la atmósfera porque está cerca del Golfo de México. tiende a haber más muertes en el Sudeste también, porque se forman más tornados por la noche.

Tendemos a ver más tornados en el sureste que están en líneas de tormentas eléctricas llamadas “sistemas convectivos casi lineales”. Los procesos que conducen a los tornados en estas tormentas pueden ser diferentes y los científicos están aprendiendo más al respecto.

Algunas investigaciones también han sugerido el comienzo de un cambio climatológico en tornados hacia el sureste. Sin embargo, puede ser difícil desentrañar un aumento en las tormentas de una mejor tecnología que detecte más tornados. Por lo tanto, se necesita más investigación.

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