Ciclones Tropicales: Formación, Características, Ciclo Evolutivo y Normas de Seguridad

Los ciclones tropicales: los ciclones tropicales son sistemas de baja presión que se generan por ondulaciones inestables de la ZCIT (Zona de Convergencia Intertropical), en las cercanías del Ecuador. Son perturbaciones formadas por aire homogéneo, cálido, que no lleva por tanto frentes asociados.

Se forman en regiones próximas a la confluencia de los vientos alisios (vientos de componente E en el hemisferio norte y del SE en el hemisferio sur), pero nunca en el Ecuador, ya que necesitan la acción desviadora de la aceleración de Coriolis, para que, una vez generada la onda sobre la ZCIT, se complete el giro en sentido ciclónico.

Otra condición necesaria para su formación es la existencia de una masa de aire caliente y húmeda que transporta en su movimiento importantes cantidades de energía en forma de calor latente de vaporización. La masa de aire cálido y húmedo se subenfría y condensa, y este proceso alimenta al propio ciclón, que solo se debilita cuando pasa a circular sobre tierra, cesando el aporte de aire húmedo.

La vida media de un ciclón tropical es de unos 9 días.

Principales diferencias con otros sistemas de baja presión

Las principales diferencias con los otros sistemas de baja presión que hemos estudiado, las borrascas dinámicas u ondulatorias, son las siguientes:

a) Morfológicas

• El diámetro de los ciclones tropicales es menor que el de las borrascas (500 a 2000 km).
• Los ciclones tienen una estructura simétrica, casi circular, mientras que las borrascas tienden a tener una forma elíptica.
• Los ciclones carecen de frentes y los constituye una única masa de aire.

b) En su origen

• La energía de las borrascas proviene de la diferencia térmica entre las 2 masas de aire que las forman, mientras que la de los ciclones proviene del calor latente de vaporización liberado por el aire húmedo al condensarse (aire oceánico y muy cálido, a T de 26 ºC o más).
• Los ciclones tropicales se forman por ondulaciones en la ZCIT, mientras que las borrascas dinámicas por ondulaciones del frente polar.

c) En sus propiedades

• Los ciclones presentan condiciones meteorológicas más extremas que las borrascas: las cimas de sus nubes llegan a los 15 km, las precipitaciones son torrenciales y los vientos huracanados de fuerzas 11 o 12 en escala Beaufort.
• La presión del mínimo del ciclón suele alcanzar valores inferiores a los 930 mb, llegando raramente las borrascas a los 950 mb.
• Su estructura termodinámica es opuesta: en el centro de una borrasca se observa aire frío con movimientos ascendentes, y en un ciclón aire cálido en descenso.
• Los ciclones son mucho menos frecuentes que las borrascas, y solo se forman en determinadas épocas del año y a latitudes muy bajas, próximas al Ecuador.

Ciclo evolutivo de un ciclón tropical

a) Inicio

El ciclón comienza como una perturbación ondulatoria de la ZCIT que crece hasta convertirse primero en una depresión tropical y después en una tormenta tropical. En estos primeros momentos el viento en torno a la baja presión es moderado y las nubes y precipitaciones no presentan todavía una organización bien definida.

El progresivo descenso de la presión incrementa la intensidad del viento, que puede alcanzar los 120 km/h y conduce a la formación de un sistema nuboso con bandas espirales cada vez más potentes. Simultáneamente se liberan grandes cantidades de calor latente por condensación del vapor de agua, que constituye la fuente de energía básica de la perturbación. Es como una reacción en cadena: con la liberación de este calor, el aire se hace todavía más cálido, se eleva más deprisa y atrae nuevo aire húmedo desde la superficie, que se eleva y libera más calor.

b) Madurez

Durante esta fase el ciclón experimenta un rápido crecimiento, adquiere una configuración básicamente circular, y el centro activo del mismo alcanza su máxima violencia. En el interior del vórtice se forma ahora la zona tranquila sin ascendencia de aire, conocida como ojo de la tormenta, en torno al cual se disponen las nubes girando en espiral.

El ciclón presenta la caída brusca de la presión desde la periferia al interior, lo que origina vientos de gran velocidad cada vez más violentos hacia el núcleo.

c) Decadencia

Una vez desarrollado, puede persistir alrededor de una semana, mientras se mueve a velocidades inferiores a los 25 km/h a través de la corriente de los alisios en dirección W o NW en el hemisferio norte, y SW en el hemisferio sur. En caso de alcanzar latitudes de 20-30º suele curvarse hacia el polo entrando en el dominio de los vientos del oeste, y convirtiéndose en una depresión de latitudes medias. En caso de circular sobre tierra, se disipa al faltar el aporte de aire oceánico, cálido y húmedo.

Regiones de formación, frecuencias y trayectorias

Se distinguen las siguientes regiones de formación:

• Zona 1 (media de 18 ciclones/año): SW del Pacífico Norte entre las Marianas y Filipinas. Se denominan tifones.
• Zona 2 (media de 10 ciclones/año): parte meridional y oriental del Índico. Huracanes de Madagascar.
• Zona 3 (media de 7-8 ciclones/año): entre el Caribe y la costa africana. Huracanes del Caribe y del SE de EE. UU.

Las restantes regiones se encuentran en el Pacífico Sur, al N de Australia, en el mar de Arabia y en la costa centroamericana del Pacífico, y sus frecuencias son menores.

Régimen de vientos: semicírculo manejable y peligroso (ciclón caribe)

La distribución de vientos en el ciclón obedece a su distribución de presión. Las isobaras son circulares y tienden a aproximarse hacia el ojo, produciéndose en esa zona los vientos más fuertes. Radialmente, la circulación de los vientos puede dividirse en 3 anillos concéntricos:

1. En la parte exterior, entre 75 y 125 millas del centro, los vientos son de fuerza 8 en adelante (temporal).
2. En el anillo central, entre 75 y 30 millas del centro, los vientos son huracanados (fuerza 11 o más).
3. Entre 15 y 30 millas del centro, la velocidad suele ser de 200 a 250 km/h. Puede haber ráfagas de hasta 300 km/h.

La zona central (ojo), aunque libre de vientos, presenta fuerte oleaje de mar confusa, con olas de hasta 15 m.

Mirando la dirección de desplazamiento, podemos considerar 2 partes en el ciclón: el semicírculo derecho, que en el hemisferio norte es el peligroso, y el izquierdo (semicírculo navegable en el norte, y peligroso en el sur).

Se denomina semicírculo peligroso porque en esa región se suma la velocidad de los vientos a la propia de desplazamiento del ciclón (de 25 nudos), y con relación al rumbo se observan vientos de mayor intensidad. Por otra parte, la dirección de los vientos y de la mar resultante son tales que tienden a arrastrar a los buques que se encuentran en el semicírculo derecho (N) hacia la trayectoria del ciclón y por delante del centro, mientras que en la parte izquierda los arrastrarían hacia la parte posterior de la trayectoria.

Además, los ciclones en el norte curvan su trayectoria hacia la derecha, con riesgo de que se les eche encima el ojo del ciclón.

Normas generales de maniobra

Debemos intentar alejarnos lo más rápidamente posible del ciclón. Si existe la certeza de que nos encontramos por detrás del ciclón o en la parte posterior del semicírculo manejable, bastará seguir el rumbo que lo aleja rápidamente del mismo.

Signos indicadores de los ciclones tropicales

• El aire que rodea al ciclón es más fresco, seco y claro que la atmósfera dentro del mismo. Su llegada suele ir precedida por un día claro y de buena visibilidad.
• La atmósfera se vuelve opresiva, y a medida que se aproxima el ciclón el aire se vuelve templado y húmedo.
• Un signo claro de la proximidad del ciclón es la mar de leva. Aparece en forma de olas largas con periodos de 12 a 15 s. Este oleaje se propaga a velocidades de hasta 4 veces la de desplazamiento del ciclón, de modo que alcanza en poco tiempo puntos alejados hasta 500 millas del ciclón.
• Otro signo indicador es una capa de nubes altas (cirros) que parecen converger hacia un punto en el horizonte. Estas nubes están muy coloreadas al alba y en los crepúsculos.
• El cuerpo nuboso del ciclón está formado en su parte externa por Ci y Cs, y en el horizonte se forma un arco de nubes densas y oscuras, que encierra el bloque central de nubes de desarrollo vertical, tipo Cb.
• Las lluvias empiezan de 100 a 150 millas del centro, se concentran en bandas espirales largas y estrechas (anchuras de 3 a 20 millas), de modo que se alternan periodos de intensa lluvia (hasta mil l/m²) con periodos de relativa calma.
• Otros signos de la proximidad de un ciclón son la bajada brusca de presión que se observa a medida que el ciclón se acerca, y la posible presencia de vientos de dirección diferente a la habitual en la zona (alisios).

Tifón, tornado y trombas marinas

Tifón es simplemente el nombre que se da a los ciclones tropicales en el Pacífico SW.

El nombre de tornado se aplica a 2 fenómenos de naturaleza diferente. En África occidental indica una turbonada (temporal de viento) que acompaña a las tormentas. Son frecuentes en el golfo de Guinea y tienen corta duración (como máximo unas 10 horas).

El tornado propiamente dicho es un remolino de aire caracterizado por una nube en forma de cono invertido suspendida de una enorme Cb y acompañada de intensa lluvia o granizo, y, a veces, rayos y relámpagos. Su diámetro promedio es de unos 300 m; el viento, de hasta 200 nudos, gira en sentido antihorario (N) y se desplaza a unos 30 nudos. Dura unas pocas horas. Su formación requiere una convección muy fuerte como la que ocurre en los frentes fríos muy acusados, y pueden tener lugar en la línea de vaguada de una depresión. Se forman típicamente en verano en las zonas de EE. UU. al este de las Montañas Rocosas, aunque también en otros lugares.

Trombas marinas: son un tornado oceánico, en general violento, extenso (8-10 m) y duradero (10-30 minutos).

Velocidad de grupo

Cuando estudiamos la propagación de una onda cualquiera consideramos la transmisión en el medio de un estado de vibración, de manera que la velocidad calculada para el avance de la onda, c, debe ser considerada la velocidad de avance de la perturbación ondulatoria, es decir, la velocidad de fase de la onda.

Normalmente los fenómenos ondulatorios involucran la propagación de un conjunto de perturbaciones en el mismo sentido, que denominamos grupo o tren de ondas. Para olas que se propagan en aguas profundas, la velocidad del conjunto de ondas, o velocidad de grupo v, no coincide con la velocidad de fase c, sino que es la mitad de la velocidad de fase:

v = c/2 = (gT)/(4π)

Fetch

El fetch se define como la extensión lineal que corresponde a una zona generadora. En un mapa sinóptico puede identificarse como la longitud a lo largo de la cual las isobaras son sensiblemente rectilíneas y se encuentran igualmente espaciadas. La determinación de los límites del fetch es algo subjetivo y no es posible dar reglas generales, siendo un problema de hábito y experiencia. A veces la delimitación es muy clara, cuando las isobaras son casi rectas, pues sus puntos de inflexión marcan los extremos de la zona generadora.

Parámetros de la mar de fondo

Si conocemos la altura H alcanzada por la mar de viento al final de la zona generadora y su longitud de onda L, podemos determinar la altura y hora de llegada a un punto cualquiera de la mar de fondo. La distancia entre el límite de la zona generadora y el punto se denomina distancia de amortiguamiento.

Si suponemos que el principal factor que provoca amortiguamiento es la viscosidad del agua, la altura disminuirá de forma exponencial con la distancia recorrida: H/H₀ = (2/3)^(d/6L), con d en km y L en metros. La expresión más tradicional para el resultado anterior es H/H₀ = (2/3)^(d/L), ahora con d en millas (1,852 km) y L en pies (0,308 m).

De ella se deduce la siguiente regla práctica: la altura de las olas se reduce en un tercio cuando ha recorrido una distancia en millas igual a su longitud de onda en pies. El número 2/3 se denomina coeficiente de amortiguamiento, y aunque su valor puede cambiar, siempre será menor que 1.

Para evaluar la hora de llegada, aplicamos el criterio según el cual la velocidad de propagación de la mar de fondo (tren de olas) es la mitad de la velocidad con que se propagan las olas que lo conforman: v = (gT)/4 = 1,53 T, con v en nudos y T en segundos. A veces no resulta conocido el periodo sino la longitud de onda de la ola L, por lo que: L = 1,56 T². A partir de la velocidad de grupo y la distancia de amortiguamiento, es simple determinar la hora de llegada al punto considerado.

Previsión sinóptica del estado de la mar

Hasta hace unos años, la confección de un mapa del estado de la mar se basaba por un lado en las observaciones de los buques y estaciones costeras (de las que solo se transcriben el viento y la mar), y por otro en el mapa isobárico de superficie, cuyas isobaras configuran el campo de vientos. Con ambas informaciones se dibujan en mapas geográficos isolíneas de altura de la mar, señalándose con flechas la dirección de los trenes de olas.

A partir de un mapa previo y del mapa de isobaras previsto para un periodo de tiempo posterior, se prevé la predicción de la mar, generalmente para 24 horas.