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Así se forman las superceldas en las tormentas

El yunque es típico en las tormentas: el aire caliente y húmedo asciende hasta que alcanza la tropopausa, de donde no puede pasar; se extiende entonces lateralmente, con lo que se crea la característica parte superior con forma de yunque de las nubes tormentosas. En muchos casos, sin embargo, el aire consigue impelerse hasta la estratosfera. Para quienes siguen en tierra es la peor señal de alarma, ya que entonces esas «superceldas» generan vientos extremos, tornados incluso y muchas veces enormes piedras de granizo. Morgan E. O’Neill, de la Universidad Stanford, y sus colaboradores cuentan en Science cómo se producen esos «saltos hidráulicos», como se los llama, y cómo sería posible predecirlos mejor.

Estudios anteriores habían señalado que ese adentrarse en la estratosfera es reconocible en las imágenes tomadas por los satélites alrededor de media hora antes de que se manifiesten en la superficie terrestre los fenómenos meteorológicos asociados. El origen de ello está en poderosas corrientes de aire ascendentes que giran a una velocidad de 240 kilómetros por hora. Cuando se topan con la tropopausa, que separa la troposfera de la estratosfera, situada justo por encima, empujan contra ella hacia arriba y crean así jorobas o lóbulos que entran en la estratosfera. Fuertes corrientes rasgan entonces esa protuberancia y lanzan de esa forma el vapor de agua y los cristales de hielo a esa capa de la atmósfera.

Se crean de ese modo «penachos de cirro sobre yunque»: sobre el yunque propiamente dicho se forma una nueva cima de la nube con cirros que se extienden varios kilómetros sobre el yunque y que se pueden reconocer en las imágenes que toman los satélites. Semejante mole puede llegar hasta los quince kilómetros de altura. Bloquea las corrientes de aire de la estratosfera. El aire así refrenado se precipita sobre el lado de sotavento de la punta de la nube y alcanza velocidades de viento de 380 kilómetros por hora. Es aquí donde se produce el salto hidráulico: en ese rodillo de aire se mezclan el aire frío y seco de la estratosfera con las masas de aire húmedo y calientes de la troposfera.

El chorro de la estratosfera se desestabiliza y se generan potentes turbulencias. «Esas velocidades del viento en la parte superior de la tormenta no se habían observado antes, ni siquiera se las había imaginado», dice O’Neill. En general, el fenómeno recuerda a los rodillos de agua que se forman tras un dique que represa un río o a los arremolinamientos a sotavento en las montañas cuando las sobrepasan vientos fuertes. Los modelos de O’Neill y sus colaboradores indican que por los puntos de perforación entran hasta siete toneladas de vapor de agua por segundo en la estratosfera. En total, una quinta parte del contenido de agua de la estratosfera tiene su origen en  las tormentas intensas de la troposfera que irrumpen más allá de la tropopausa. Una vez allí, el vapor de agua puede permanecer días o semanas en la estratosfera e influir desde allí en el tiempo y el clima, por medio de la formación de cirros, por ejemplo, que reflejan la luz solar. Por otra parte, esas nubes fomentan también la creación de agujeros de ozono por parte de los clorofluorocarburos, y de esa forma hacen indirectamente que aumente la cantidad de rayos ultravioletas peligrosos que llegan a la superficie terrestre.

Durante la tormenta, esa expansión de las nubes lleva a que las piedras de granizo crezcan más deprisa y durante más tiempo. El contraste extremo de temperaturas impulsa a su vez remolinos y turbulencias que pueden acabar en tornados y rachas muy intensas de viento. Para vigilar estas superceldas se cuenta hasta ahora sobre todo con los datos de los rádares Doppler, pero las estaciones correspondientes pueden también verse afectadas y dejar de funcionar por la tormenta. Según el estudio, las imágenes de los satélites podrían mejorar en el futuro las predicciones.

Daniel Lingenhöhl

Referencia: «Hydraulic jump dynamics above supercell thunderstorms», Morgan E. O’Neill, Leigh Orf, Gerald M. Heymsfield y Kelton Halbert, en Science, 10 de septiembre de 2021, volumen 373, número 6560, págs. 1248-1251.

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