Huracán Sandy: de ciclón tropical a supertormenta perfecta

Todos los años varios huracanes se forman en aguas caribeñas o del Atlántico tropical y recorren con una trayectoria predominantemente noroeste las aguas de este océano. En su recorrido, las islas caribeñas están frecuentemente expuestas a la furia de estos fenómenos atmosféricos. Lo que ya es mucho menos usual es que un huracán recorra en dirección norte una distancia tan larga sobre el oceáno como para llegar conservando su nivel de energía hasta New Jersey en Estados Unidos antes de “tocar tierra”. Eso es lo que ha hecho Sandy… y en su camino ha causado cuantosísimos daños materiales y numerosas muertes.
Las sorprendentes imágenes de la costa estadounidense o de la ciudad de New York padeciendo los devastadores efectos de este huracán han hecho que Sandy, a pesar de no haber pasado de categoría 2 (en una escala de 1 a 5), haya ocupado todos los medios de comunicación internacionales durante varios días.

La tormenta Sandy deja su rastro en varias ciudades de la costa este

Sólo la carrera electoral estadounidense ha sido capaz de ir desplazando paulatinamente a Sandy de los espacios televisivos de noticias, pero más de 170 víctimas son suficientes para despertar la preocupación y el interés por esta clase de fenómenos.

Qué son los ciclones tropicales

Para empezar, la palabra “huracán” es un término que se aplica localmente a un fenómeno que se denomina de forma genérica ciclón tropical. A los ciclones tropicales que se generan en la zona Atlántica se les llama huracanes. Dicho de otra forma, el término “huracán” es solo uno de lon m¡nombres con que se conoce el fenómeno del ciclón tropical.  Existen otros términos diferentes para otras zonas. Por ejemplo, cuado se producen en el Pacífico Occidental, se les llama tifones y en Filipinas les llaman baguios.

Imagen desde satélite del huracán Sandy. Fuente: http://www.earthobservatorynasa.gov

Los ciclones tropicales son fenómenos meteorológicos que tienen lugar en regiones oceánicas en torno a una zona de baja presión atmosférica. Alrededor de esta zona, el aire cercano a la superfcie del mar se desplaza describiendo un giro espiral ciclónico, es decir, en sentido antihorario, en el hemisferio Norte (en sentido horario en el Sur)  hacia el centro de mínima presión. A esto se le llama  flujo de entrada. Para que una estructura de este tipo se considere ciclón los vientos sostenidos deben superar los 117 km/h.

Cuando un ciclón tropical alcanza velocidades muy altas y se mantiene estable, suele desarrollar una estructura característica en la que se diferencia una zona central libre de nubosidad denominada ojo del ciclón y a su alrededor una zona de nubosidad muy compacta donde se producen las máximas velocidades del viento que se llama pared del ojo. En la zona de la pared el aire forma fuertes vientos que ascienden describiendo una trayectoria espiral en sentido antihorario. Al llegar a la parte superior se producen desplazamientos de aire que se alejan del centro del ciclón en este caso girando de forma horaria. Este es el flujo de salida del ciclón.

Estructura de un huracán bien desarrollado. Observa la formación del ojo y su pared y de las bandas espirales de nubosidad. Observa también el sentido antihorario del flujo de entrada en superfcie y el sentido horario del flujo de salida en altura. Fuente: the Comet Program.

Las secuencias de imágenes desde satélite de los ciclones dan lugar a efectos visuales curiosos al poderse ver de forma superpuesta los flujos de entrada (a nivel de superficie) y de salida (a mayor altura): en algunaz zonas, especialmente las más alejadas del centro, se aprecia que la nubosidad gira en sentido horario (corresponde al flujo de salida a gran altura), mientras hacia el centro suele apreciarse el movimiento antihorario (correspondiente al flujo de entrada cercano a la superficie del mar). Observa la siguiente animación de Sandy en la que se aprecia este hecho

Dónde y cómo se forma un ciclón tropical

Los ciclones tropicales necesitan unas condiciones muy especiales que sólo se dan en determinadas partes de la Tierra. De hecho, el apelativo de “tropical” hace referencia precisamente a esta circunstancia. Los ciclones tropicales sólo se originan sobre algunas zonas oceánicas comprendidas entre lo 5º y los 30º de latitud (aunque aproximadamente el 85% de ellos se origina en una franja entre los 10º y los 20º).

Principales regiones de formación de huracanes en el mundo. Observa que todas las zonas se sitúan en la franjas tropicales del planeta. Para saber más detalles sigue el enlace de la imagen. Fuente: NOAA

El término de “ciclón”, por su parte,  hace referencia a la otra característica identificativa de los huracanes: Son estructuras de circulación cerrada donde el aire en superficie gira en sentido ciclónico, es decir, en sentido contrario a las agujas del reloj cuando tiene lugar en el Hemisferio Norte (en el mismo sentido horario en el Hemisferio Sur). Pero un huracán es algo más que una masa de aire tropical girando en sentido contrario a las agujas del reloj.

Los huracanes suelen iniciarse como un conjunto de pequeños núcleos tormentosos más o menos dispersos en una zona del Atlántico tropical. La elevada temperatura del agua en los meses de verano y otoño (que puede superar los 26 ºC) favorece la formación de masas de aire húmedas y cálidas que se elevan debido a su menor densidad. Sin embargo, este factor no es suficiente para explicar la formación de huracanes. Si fuersa así, se estarían originando huracanes sin descanso durante varios meses al año y, afortunadamente, este no es el caso.

La siguiente condición es que los núcleos tormentosos de pequeña escala deben reagruparse y formar una estructura de mayor envergadura que se denomina depresión tropical. Hay diversas causas que pueden provocar la reagrupación de núcleos tormentosos, pero la más frecuente de todas en el Atlántico son las llamadas ondas tropicales (también llamadas easterly waves, por su desplazamiento). Las ondas tropicales son zonas alargadas de baja presión orientadas de Norte a Sur que se originan en el contiente africano y que se desplazan en dirección Oeste hacia el continente americano. En su despazamiento, favorecen la regarupación y asociación de núcleos tormentosos de una forma parecida a como una gran ola hace que varios surfistas tiendan a alinearse y a agruparse cuando la “cabalgan”.

Ondas tropicales (o easterly waves). Observa cómo la nubosidad se asocia a estas zonas de baja presión, que tienden a compactar y asociar los núcleos tormentosos.

Las depresiones tropicales generan nubosidad y lluvia abundante en grandes zonas pero no suelen presentar  la forma típica de bandas de nubosidad y lluvia que se arrrollan espiralmente hacia el centro de baja presión. Se dice que son sistemas poco organziados. Sus vientos no superan los 62 km/h.

Si el sistema se mantiene y aumenta su velocidad, entonces pasa a denominarse tormenta tropical. En las tormentas tropicales se aprecian las bandas espirales de nubosidad y lluvia que puedes ver en las fotos y dibujos y los vientos sostenidos en superficie pueden alcanzar hasta 117 km/h. Las tormentas tropicales ya tienen un aspecto que se asemeja mucho al que presentan los ciclones tropicales, pero para que técnicamente reciban ese nombre los vientos sostenidos en superficie deben superar los 117 km/h. En el siguiente enlace tienes un resumen visual sobre formación de tormentas tropicales muy claro y sencillo sobre todo el proceso.

No todas las depresiones tropicales terminan transformándose en ciclones tropicales.Para que un sistema sea capaz de evolucionar hasta el estado de huracán deben darse unas condiciones adicionales muy particulares, además de todo lo que hemos visto hasta ahora. Una de las más importantes  se denomina cizalladura vertical del viento. Para que se forme un hurácán esta cizaladura vertical debe ser muy baja. Tras esta denominación, que parece muy sotifisticada, se esconde en realidad una idea bastante sencilla: la cizalladura vertical del viento se refiere a la diferencia (en intensidad o dirección) del viento entre puntos de la atmósfera situados en la misma vertical a diferente altura.

En los partes del tiempo suele hablarse de los vientos de superficie porque son los que nos afectan directamente y tendemos a pensar que toda la masa de la troposfera se desplaza de la misma manera, pero no tiene por qué ser así ni mucho menos. Los ciclones tropicales son tan gigantrescos que necesitan todo el espesor de la troposfera (unos 10km) para formarse. Los huracanes son estructuras muy ordenadas a pesar de su furia así que, aunque te resulte paradójico,  necesitan un sistema general de vientos muy homogéneo en su entorno para poder mantener su típica estructura. Si los vientos  a diferentes alturas antes de que el ciclón gane fuerza son muy diferentes (por tanto, la cizalladura vertical es alta), la estructura de la que estamos hablando se desestabilizará y no llegará a adquirir su configuración característica.

La energía del ciclón tropical

Si todas las circunstancias son favorables (no para los seres humanos desde luego) el ciclón tropical puede seguir ganando envergadura aumentando sus dimensiones (cientos de km de diámetro y 10 km de altura), su organización y la velocidad de los vientos. La estructura del ojo podrá hacerse claramente visible y las bandas de nubosidad y lluvia intensa se harán  cada vez más marcadas.

En la práctica, para expresar la fuerza de cada ciclón se emplea la llamada escala Saffir-Simpson que se basa en la velocidad máxima de vientos sostenidos en superficie (Se entiende por vientos sostenidos, la media de las velocidades instantáneas del viento en un minuto). La escala Saffir-Simpson contempla 5 categorías:

Escala Saffir-Simpson
Categoría Rango de velocidad de los vientos (km/h)
1 119-153
2 154-177
3 178-209
4 210-250
5 mayor que 250

¿De dónde sale la energía de un ciclón tropical? En su ciclo de existencia, un ciclón requiere una cantidad de energía gigantesca. Existen varios procesos que nutren a los huracanes desde el punto de vista energético. El primero de ellos es la energía calorífica de los océanos. Ya os he contado que el huracán requiere una temperatura superficial del agua de al menos 26-27ºC. Esta temperatura es suficiente para producir que grandes masas de aire superficial se calienten y se carguen de vapor de agua. Ya sabes que el aire cálido es más ligero que el frío, así que el aire superfcial, caliente y húmedo, tiene a elevarse en esta zonas y esto provoca una bajada de la presión atmosférica en estos lugares. A su vez, este hecho hace que masas de aire circundantes se desplacen para llenar” el “hueco” dejado por la masa de aire ascendente.

Efecto Coriolis en una zona de baja presión. Las flechas azules representan como sería el movimiento del aire si no existiera el efecto Coriolis hacia el centro de una zona de baja presión. Lasflechas negras representan el movimiento real debido al efecto Coriolis. En rojo se prepresenta la “fuerza de Coriolis” que “desvía” el flujo de aire. Fuente: Wikipedia

Si la Tierra no rotase y fuese plana, el desplazamiento de aire se produciría en línea recta hacia el centro de baja presión. Pero la rotación de la Tierra y su forma esférica provoca sobre las masas de aire en movimiento el curioso efecto Coriolis. Quizá en otra ocasión os explique con precisión las causas de este efecto. Ahora bastará con saber que el efecto Coriolis hace que en el hemisferio Norte los desplazamientos de aire que se producen en sentido Norte tienden a desviarse hacia el Este, en tanto los que van en sentido Sur lo hacen hacia el Oeste, dando como resultado el típico giro antihorario de las zonas de borrasca y en el sentido horario en zonas anticiclónicas. El efecto Coriolis es denominado con frecuencia como Fuerza de Coriolis, aunque en realidad no se corresponde con ninguna fuerza real. Es más bien una consecuencia de los principios de inercia aplicados a un sistema rotacional como es la Tierra, así que podemos decir que es la energía de rotación terrestre la responsable indirecta de esta cicunstancia.

Pero falta aún una fuente de energía más que ayuda a explicar cómo pueden desarrollarse velocidades tan altas en los huracanes. Al ascender y enfriarse ligeramente, el vapor de agua contenido en el aire tiende a condensarse, es decir, pasa de estado gaseoso a estado líquido. Probablemente sepas que el agua posee un elevado calor de vaporización, es decir, que es necesaria una considerable cantidad de energía calorífica para conseguir que las moléculas de agua pasen del estado líquido al gaseoso. Esto quiere decir que el agua en estado gaseoso alamcena una considerable cantidad de energía en comparación con otras sustancias. Al condensarse, es decir, al volver al estado líquido, esa energía se libera y se devuelve al entorno. Se dice que en los huracanes se produce una liberación del calor latente de vaporización del vapor de agua que asciende en su seno y se condensa. Esta liberación de energía contribuye a intensificar el ascenso del aire a través de la parte central del huracán, dando lugar de esta forma a un ciclo energético retroalimentado, lo que solemos llmar un círculo vicioso: a mayor condensación, mayor energía liberada, a mayor energía liberada, mayor ascensión de aire, a mayor ascensión de aire, mayor condensación…

Cómo “muere” un huracán

Mientras las condiciones sean favorables y el movimiento  se produzca sobre aguas oceánicas cálidas, el ciclón tropical continuará alimentándose de la energía oceánica y podrá ganar fuerza. Pero en el caso de los huracanes hay dos cuestiones que suelen acabar  con estos gigantes atmosféricos. En primer lugar, la ruta seguida por  los huracanes tiende a girar hacia el Norte conforme se va aproximando a la costa americana, lo que le lleva a aguas más frías con menor energía calorífica. Esto puede restarle gran parte del suministro de energía que necesita. Otras veces, además, lo que suele acabar con la estructura del huracán es que su ruta le lleva a abandonar la superficie oceánica y adentrase en el continente. Al tocar tierra, el huracán pierde su suministro de aire cálido y húmedo, vital para su mantenimiento. Además, el rozamiento con tierra firme es mucho mayor que con el agua del océano, lo que contribuye a frenar drásticamente el desplazamiento y la veolicdad de los vientos del huracán.

De esta forma, el huracán va perdiendo fuerza y rebajando su categoría hasta convertirse de nuevo en tormenta tropical (o extratropical, si el fenómeno ocurre en latitudes alejadas de la zona tropical). Esto no quiere decir que el fenómeno deje de ser peligroso. Aunque la zona costera es la más expuesta a los efectos de huracanes, muchos kilómetros tierra adentro aún pueden producirse efectos muy peligrosos. A pesar de que  la velocidad de los vientos decrezca, las tormentas extratropicales pueden conllevar temporales de lluvia muy intensos capaces de provocar graves inundaciones, como ha sido el caso de Sandy.

La historia de Sandy

En muchas características, Sandy se ajusta a los modelos típicos de huracán. Sandy comenzó como una depresión tropical originada en el mar Caribe al Sur de Jamaica, el día 22 de octubre de 2012. Poco después alcanzó la categoría de tormenta tropical y comenzó a desplazarse hacia el Norte. El día 24, poco antes de llegar a las costas jamaicanas alcanzó la magnitud de huracán de categoría 1 y un día después, justo al contacto con la isla de Cuba ascendió hasta categoría 2. En ambos casos, el pequeño tamaño de estos teritorios impidió que Sandy perdiera mucha intensidad. Paradójicamente, el país caribeño con mayor número de víctimas mortales fue Haití (54 muertes), lo que viene a sumarse a la catastrófica situación que sufre el país agudizada por el terremoto de 2010 . Son las “víctimas olvidadas de Sandy“.

Ruta seguida por Sandy. Haz clic sobre la imagen para obtener más información. Fuente: http://www.weather.com (hurricane tracker)

Sandy continuó su ruta hacia el norte bordeando la costa americana como una experta navegante. Fue perdiendo algo de fuerza hasta que el día 25 de octubre su categoría descendió a nivel 1. Lo habitual habría sido que Sandy hubiera tocado tierra debido a un giro hacia el oeste mucho antes de los que lo hizo. Un frente que llegaba desde el oeste impidió que durante varios días Sandy realizase el movimiento habitual hacia tierra, y esto forzó su desplazamiento hacia el norte, sobre el oceáno Atlántico.

El día 29 el frente que mantenía “a raya” a Sandy comenzó a deshacerse (aunque no desapareció) y esto permitió que Sandy cambiara de rumbo hacia el Oeste y tocara tierra en Estados Unidos sobre la consta de New Jersey. Aunque Sandy comenzó a perder energía rápidamente, la inercia del sistema hizo que fuera suficiente para causar los conocidos efectos devastadores en las zonas costeras, en nueva York y otras muchas ciudades de varios estados. Puedes ver la evolución de Sandy en este espectacular video montado a partir de imágenes del satélite de la NASA GOES 13.

Los efectos de Sandy se intensificaron debido a diversos factores. Por una parte, en la costa, a la marea alta habitual se sumó  la provocada por el propio huracán que facilitó la inundación de zonas costeras. A este fenómeno se le denomina marea de tormenta y esta causada tanto por la bajada de presión que se produce en la zona de tormenta como al empuje provocado por los fuertes vientos que hace que sobre todo en el lado norte del huracán el nivel del mar se eleve considerablemente. Las mareas de tormenta provocadas por Sandy elevaron el nivel del mar 2.45 m por encima de lo que habría sido normal, batiendo records históticos de la zona y, desgradaciadamente, favorecieron las inundaciones, como las del metro de New York.

Por otra parte, Sandy, transformada ya en tormenta tropical se mezcló al adentrarse en tierra con restos de un frente de aire frío. La combinación fue explosiva: el aire aún cálido y húmedo de Sandy se vio enfriado repentinamente en alguna zonas, lo que provocó una condensación masiva que desencadenó lluvias torrenciales en varios estados. En el siguiente enlace puedes ver un mapa de los efectos de Sandy.

Todo esto, unido a las colosales dimensiones del fenómeno (más de 700 millas de diámetro) han hecho que Sandy fuese renombrada como supertormenta, una categoría no oficial para estos fenómenos meteorológicos pero muy descriptiva de la magnitud de los mismos.

Cambio climático y Sandy

Se ha discutido mucho sobre el posible papel que el calentamiento global  puede tener en lo inusual del comportamiento de Sandy. En efecto, puede afirmarse que un mayor calentamiento de las aguas oceánicas puede desencadenar fenómenos meteorológicos más intensos. Sin embargo, es imposible determinar la relación específica que existe entre un fenómeno local concreto como es Sandy y otro de caracter global, como es el cambio climático. Sandy ha sido un fenómeno complejo en el que han intervenido diversos procesos y circunstancias naturales, no todas ellas vinculables al fenómeno del calentamiento global. No obstante, parece prudente tomar nota de los hechos y continuar mejorando los modelos de predicción meteorlógicos, que, por el momento, son las herramientas que mejor pueden contribuir a salvar vidas.

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