Aunque ya se ha estudiando con anterioridad la relación entre la formación de penachos de cirros sobre los yunques de los Cumulonimbos en tormentas severas y su potencial capacidad para producir fenómenos severos (lluvias torrenciales, granizo severo, viento severo…), la NASA ha vuelto a hacer un estudio muy ilustrativo sobre ella. Os lo mostramos a continuación.
No es una pistola humeante, pero uno podría ser perdonado por pensar de esa manera: una formación de nubes distintiva que a menudo señala las tormentas dañinas que hay debajo.
Fácilmente identificable en imágenes satelitales, el Penacho de Cirros sobre los Yunques (en inglés, Above Anvils Cirrus Plume, o AACP), parece una columna de humo que emana desde lo más alto de lo que, con toda probabilidad, es una tormenta muy intensa.
«El patrón del penacho en las imágenes te dice instantáneamente, sin la necesidad de observaciones de radares o de rayos, u otra información, que estas son las tormentas que realmente necesitas vigilar», dijo Kris Bedka, un científico atmosférico del Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia.
Los penachos han sido vistos con frecuencia en los Estados Unidos este verano debido a que los brotes de fenómenos severos han arrasado el Medio Oeste, trayendo consigo vientos fuertes, tornados y granizo.
Bedka está estudiando el fenómeno AACP con colegas de la Universidad de Oklahoma. Su investigación muestra que, en comparación con las tormentas «no emplumadas» (que no muestran penachos), las tormentas «plumeadas» (con penacho) tienen una probabilidad significativamente mayor de producir vientos fuertes, tornados importantes y granizo grande. Además, sus hallazgos podrían ayudar a los pronosticadores del tiempo a advertir más temprano sobre las tormentas severas y de tornados no solo en los EE. UU. Sino en todo el mundo.
También hay implicaciones para el clima.
«La identificación de penachos no solo son útiles para identificar tormentas potencialmente severas, sino que también representan el transporte de hielo y vapor de agua hacia la Estratosfera«, dijo Elisa Murillo, estudiante graduada de la Universidad de Oklahoma que ha colaborado extensamente con Bedka en investigaciones de AACP. «El vapor de agua es un poderoso gas de efecto invernadero y su presencia en la estratosfera tiene un gran impacto en el clima».
Las claves de un penacho.
Para comprender por qué los penachos son tan buenos indicadores del tiempo severo, ayuda a comprenderlo las condiciones que los generan.
Las típicas tormentas eléctricas superan a la Tropopausa, el límite entre la Troposfera, la parte más baja de la atmósfera de la Tierra, y la Estratosfera. A medida que las nubes Cumulonimbus, productoras de tormentas golpean la Tropopausa, su parte superior se aplana, dándoles una apariencia de yunque.
Las plumas o penachos se forman cuando las corrientes ascendentes intensas perforan la Tropopausa y arrastran las nubes a la Estratosfera con ellas. Allí, los vientos de corriente en chorro estratosféricos y las poderosas corrientes ascendentes chocan.
«Hay flujos de viento que superan las 100 millas por hora en el nivel de la corriente de chorro que se encuentra con esta corriente ascendente», dijo Bedka. «Así que los vientos de la corriente de chorro se ven obligados a circundarlo».
A medida que el aire de chorro choca con la corriente ascendente, se eleva ligeramente y se vuelve más frío, formando un área en forma de U o de V de temperaturas frías.
La colisión entre la corriente ascendente y la corriente en chorro también causa un efecto dominó y transporta el hielo de las cirrus aguas abajo para formar la pluma. Las plumas son típicamente más cálidas que la nube del yunque subyacente porque se mezclan con el aire en la estratosfera donde la temperatura se calienta con la altura.
Donde hay humo…
En el curso de su investigación, Bedka y sus colegas identificaron cientos de tormentas con penachos en los EE. UU. utilizando imágenes muy detalladas recogidas en intervalos de un minuto por el Sistema de Satélites Geoestacionarios Operacionales Nacionales de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, específicamente GOES-14 y GOES-16 . Luego determinaron cuándo se formaron las plumas, cuánto duraron y cuándo se disiparon.
Después, vincularon los datos satelitales a datos de radares y rayos de las mismas tormentas. También compararon el momento de la formación de la pluma con el tiempo severo real. Y cuando el Servicio Meteorológico Nacional emitió advertencias meteorológicass severas, lo que encontraron fue significativo.
«Encontramos alrededor de 400 tormentas productoras de penachos en 13 brotes severos de tormentas», dijo Bedka, «y en aproximadamente 100 de ellas tenía un penacho que aparecía 10 minutos antes de la primera advertencia, lo que podría proporcionar tiempo adicional para salvar vidas y propiedades».
En unas pocas tormentas que llevan el tiempo se extienden incluso más allá de unos 30 minutos.
Las tormentas productoras de penachos también generaron 14 veces más eventos meteorológicos severos por tormenta que las tormentas sin penachos. Además, el 88 por ciento de los tornados EF-2 o superiores y el 86 por ciento de los informes de granizo de más de 2 pulgadas provinieron de tormentas productoras de penachos.
«La identificación de esta característica de penacho puede combinarse con observaciones de radar, disponibles de forma rutinaria aquí en los EE. UU., Para mejorar nuestras capacidades de advertencia», dijo Murillo. «En muchos lugares en todo el mundo donde los datos de radar no son tan accesibles, la identificación temprana de los AACPs puede ayudar a mejorar las advertencias y la preparación meteorológica severa».
¡Salve! ¡Salve, penacho de cirros!
En términos de costo, las tormentas que arrojan granizo, a menudo tormentas de la variedad «emplumada», son las más importantes.
Según el Servicio Meteorológico Nacional, el granizo causó daños por valor de 1.700 millones de dólares en los EE. UU. En 2017, más que todo el daño provocado por los rayos, los tornados y los vientos de tormenta combinados.
Si son lo suficientemente grandes, los granizos pueden romper el vidrio, abollar el metal, romper las tejas y destrozar las cosechas. Una tormenta con penacho sobre la región de Córdoba, en Argentina, en febrero de 2018 produjo piedras de granizo de más de 7 pulgadas de diámetro. Granizo de más de 8 pulgadas de diámetro se ha registrado en Nebraska y Dakota del Sur en los últimos años.
Aunque estos eventos de granizo extremo son raros, Bedka y sus colegas esperan que su investigación pueda agregar una nueva dimensión a la predicción de las fuertes tormentas que generan el tiempo más peligroso y costoso. Ya están colaborando con otros científicos para desarrollar un algoritmo para detectar automáticamente las plumas en las imágenes de satélite.
«La combinación de nueva información satelital como la del GOES-16 con observaciones de radares y relámpagos recopilados desde el suelo proporciona un paquete sin precedentes para desentrañar y proporcionar una advertencia previa de estas complejas tormentas», dijo Bedka.
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