¿Qué son los huracanes?
Los huracanes son tormentas ciclónicas tropicales con vientos sostenidos de al menos 74 millas por hora. Al determinar si el umbral para llamar huracán a una tormenta, no se consideran las ráfagas de viento.
Por lo general, hay una progresión que comienza con una ola, luego una depresión, luego una tormenta tropical y finalmente un huracán.
Una ola ocurre cuando el viento fluye en un patrón en forma de ola. Normalmente, el aire fluye en una dirección recta o ligeramente curva. Cuando el aire comienza a elevarse debido a la formación de una tormenta, el aire es atraído por la presión reducida. Si bien todavía fluye desde el este en los trópicos, se desvía al pasar por el área de clima alterado. Esto se debe a que el aire es atraído hacia el área de reducción de presión. El flujo de aire se desvía de fluir directamente a la perturbación por el efecto Coriolis, la desviación causada por la rotación de la Tierra. Si el flujo de aire pasa la perturbación, reanuda su camino original, dando la apariencia de una ola.
Si el aire completa el círculo cuando se encuentra con una característica climática alterada, se convierte en una depresión.
Cuando la velocidad del viento alcanza las treinta y nueve millas por hora, el sistema se denomina tormenta tropical.
La fuerza de Coriolis depende de la latitud
La fuerza de Coriolis desvía el aire en movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. La razón es que el aire se mueve con la Tierra, ya que hace una rotación cada veinticuatro horas. Entonces, si se mueve hacia el norte alejándose del ecuador, el aire literalmente supera a la Tierra, y si se mueve hacia el sur, la Tierra supera al aire.
Cuanto más lejos del ecuador, mayor es la fuerza de Coriolis. Además, el aire que fluye más cerca del norte o del sur tendrá una desviación máxima.
Comprensión simple de las fuerzas básicas
Comprender un huracán implica comprender una tormenta eléctrica. El aire sube. Esto puede ser causado por calentar el aire, haciéndolo más liviano por volumen. También puede ser causado por la unión de dos masas de aire, por lo que es empujado hacia arriba.
A lo largo del ecuador se encuentra la Zona de Convergencia Intertropical, donde choca el aire de los hemisferios norte y sur. Esto es, en esencia, un límite frontal. Además, el calor ecuatorial hace que el aire sea más ligero, por lo que se potencia el ascenso. El resultado son tormentas eléctricas tropicales, grandes tormentas que ocurren diariamente.
La Zona de Convergencia Intertropical se mueve con el sol, invadiendo el hemisferio norte en el verano. Cuando la invasión es lo suficientemente al norte, el aire del hemisferio norte tiene una fuerza de Coriolis para cambiar su dirección hacia la derecha. Lo mismo es cierto para el aire que cruza el ecuador, pero observe que se mueve hacia el norte, por lo que la derecha es el aire opuesto que se mueve hacia el sur. Esto puede causar baja presión en la Zona de Convergencia Intertropical.
No todos los huracanes se originan en la Zona de Convergencia Intertropical; otras situaciones pueden causar una reducción inicial de la presión y conducir al desarrollo de un huracán.
Una vez que se establece la baja presión, el aire fluye hacia el área de menor presión bajo la fuerza de la gravedad. A medida que el aire se mueve, la fuerza de Coriolis desvía el aire. Idealmente, esto haría que el flujo de aire se volviera circular. Otra fuerza en juego es la fricción, que frena el viento. Esto no tiene el efecto de la gravedad que hace que el aire sea atraído hacia la presión más baja, pero reduce la fuerza de Coriolis, que depende de la velocidad del viento. El resultado de incluir la fricción es que el aire no fluye en una trayectoria circular, sino que el aire gira en espiral hacia adentro. Cuando llega a la pared del ojo convectiva, el aire asciende.
Necesidad de salida
El aire ascendente necesita un lugar adonde ir. Si no hay lugar para mover el aire después de que haya subido, habrá un bloqueo que impedirá que suba más aire. Esto significa que el aire debe poder fluir desde la parte superior de un huracán.
Agua como combustible
A medida que el aire sube, se enfría debido a una caída en la presión y al entrar en un ambiente más frío. El aire más frío no puede contener tanta agua en forma de vapor. Se produce condensación. La condensación continúa ocurriendo a medida que el aire se enfría aún más debido al aumento adicional.
Cuando el vapor de agua se licua, libera calor, que luego calienta el aire ascendente haciéndolo más flotante. Esto provoca un mayor aumento, dejando un vacío parcial que invita a que suba más aire en la superficie. A medida que el aire continúa ascendiendo, se condensa más líquido, por lo que el aire ascendente se vuelve aún más flotante. Eventualmente, el líquido se congela, liberando calor adicional.
La explicación simple es que el calor liberado por el agua que cambia del estado gaseoso de la materia al estado líquido, y del estado líquido al estado sólido, es el combustible en un poderoso motor térmico, el huracán.
Ingredientes para un huracán
Papel de la cizalla
Si hay cizalladura, puede hacer que el aire ascendente en las tormentas eléctricas se aleje de las bases de las tormentas. Esto puede dificultar o incluso apagar el sistema.
polvo africano
El polvo de las tormentas de polvo del desierto del Sahara tiene un significado. Lejos, sobre el Atlántico, el polvo refleja suficiente luz solar para bajar la temperatura de la superficie del agua. Esto enfría el aire en contacto con la superficie del agua. El resultado es que el aire puede contener menos vapor de agua, por lo que hay menos combustible para el sistema.
Polvo del Sahara y huracanes
Lo que sucede en el ojo
El aire en espiral no fluye hacia el ojo, una región de calma. La pared del ojo con sus monstruosas tormentas fuerza el aire en espiral hacia arriba. Las fuertes corrientes ascendentes arrastran algo de aire desde el ojo, lo que a su vez hace que el aire de arriba descienda al ojo. Este aire mantiene el ojo seco de manera efectiva y el clima en el ojo es tranquilo.
Muro del ojo del huracán
Marejada ciclónica
La idea intuitiva fue originalmente que la baja presión hacía que el océano actuara como un barómetro, soportando una protuberancia de agua en el centro de un huracán. La física indica que la presión reducida sí puede soportar una pequeña protuberancia de agua, pero no lo suficiente como para explicar la marejada ciclónica. En cambio, la principal causa de la marejada ciclónica es que el viento arrastra las olas hacia el centro de un huracán, formando una masa de agua más grande. Las barreras, como la tierra, hacen que el oleaje crezca al tocar tierra.
Marejada ciclónica
Ubicación de los vientos más altos
La velocidad del viento en un sistema giratorio que también se mueve como una unidad tiene dos partes a considerar: la velocidad tangencial de la tormenta giratoria y el movimiento de la tormenta. En el hemisferio norte, el lado derecho de una tormenta tiene una velocidad tangencial en la misma dirección que el movimiento de la tormenta. En relación con el suelo, el viento es la suma de la velocidad tangencial y la velocidad de avance.
En el lado izquierdo de la tormenta, la velocidad tangencial está en la dirección opuesta en comparación con el movimiento de avance de la tormenta. En el lado izquierdo de la tormenta, el movimiento de avance debe restarse de la velocidad tangencial.
Los vientos más fuertes están del lado derecho de un huracán.
Sector tornádico
El cuadrante delantero derecho de un huracán que toca tierra a menudo genera tornados. Estos son generalmente, pero no siempre, tornados EF0 y EF1 más débiles. Una cosa a tener en cuenta es que estos tornados pueden formarse a una gran distancia del centro de la tormenta.
Por qué el camino se curva a la derecha
Los huracanes no pueden entrar en regiones de alta presión. Son expulsados por el aire que sale de las regiones de alta presión. Pueden moverse alrededor del perímetro de la alta presión.
A unos treinta grados del ecuador, algo de aire que se ha elevado en la Zona de Convergencia Intertropical y algo de aire que se ha elevado de una banda de menor presión a unos cuarenta y cinco grados del ecuador se encuentran en lo alto. Este aire es más frío y más denso después de perder calor, por lo que desciende como alta presión. Esto sucede sobre una serie de domos de alta presión que tienen rupturas entre ellos. Los huracanes a menudo se mueven a través de los espacios entre los domos de alta presión.
Ya sea siguiendo la curva de un domo de alta presión o moviéndose hacia una región de baja presión que puede atraer un huracán, el camino que toma un huracán generalmente se curva hacia la derecha. Esta desviación a la derecha es el resultado de la fuerza de Coriolis.
Fluctuaciones
Los huracanes fluctúan en intensidad. A medida que se expanden y contraen con el tiempo, la velocidad máxima del viento disminuye y se intensifica. La causa está relacionada con un patinador sobre hielo dando vueltas. Cuando se extienden los brazos de un patinador, la rotación se ralentiza; cuando se mantiene cerca del cuerpo, la velocidad de rotación aumenta. La causa es la conservación del momento angular. Los huracanes compactos se intensifican y los huracanes que se propagan generalmente se debilitan.
Durante las fluctuaciones, las paredes del ojo pueden colapsar y formar nuevas paredes del ojo. Esto da como resultado que el ojo del huracán cambie de tamaño.
Efecto de una mayor velocidad del viento
Al comparar dos huracanes con diferentes velocidades del viento, podría parecer que una tormenta con una velocidad del viento de ciento cincuenta millas por hora causará aproximadamente el doble de daño que un huracán con una velocidad del viento de setenta y cinco millas por hora. Eso no es así. El huracán con el doble de la velocidad del viento que el otro tiene vientos con cuatro veces la energía cinética del otro. El daño tiene más que ver con la energía que con la fuerza.