Creo que nosotros mismos somos los que tenemos que cortarnos a la hora de clasificar a una tormenta como supercélula. Todos queremos añadir nuestras tormentas observadas a la contabilidad anual de SPs, pero si rebajamos/relajamos el rigor que hasta ahora hemos tenido surgen dos problemas, primero, la serie estadística (nuestra "climatología" con minúsculas) no va a ser homogénea y segundo, casi nadie nos va a tomar en serio.
Yo mismo, en las dos kazas del día 13 y 14 de mayo podría decir que vi al menos dos tormentas con características de supercélula claras cada día, y no mentiría, sobre todo la del día 14, pero si entran éstas en la contabilidad entonces deberían entrar otras 300 más todos los años. Luego comprobé como el radar no reflejaba practicamente ninguna signatura supercelular.
Creo que es interesante la propuesta de Ribera-Met de contemplar una tercera categoría a la que podríamos llamar supercélula limítrofe, "borderline", marginal, embrión, con algunas características supercelulares, etc. Podría contener todas estas tormentas que no cumplen siquiera las condiciones para ser consideradas como SPs presuntas.
Adjunto, como recordatorio, un documento borrador sobre la definición de supercélula, con las características radar y visuales que las identifica, sobre todo para el que todavía no tenga claro de qué tormentas estamos hablando en este hilo:
Definición
Considerando un criterio dinámico, el más ampliamente aceptado hasta el momento, la definición de supercélula postula que se trata de una “tormenta que posee un persistente y profundo mesociclón, constituyendo éste la parte principal de su corriente ascendente” (Browning 1964; Burgess 1977; Doswell, 1996). Un mesociclón se define como una región de vorticidad vertical con las siguientes características, a) anchura: de 3-10 km; b) altura: el mesociclón deberá extenderse en la vertical al menos sobre la mitad de la corriente ascendente (“updraft”), se puede decir que el mesociclón es una fracción en continua rotación de la corriente ascendente; c) forma: aproximadamente cilíndrica; d) duración: deberá persistir el tiempo necesario para que una parcela de aire pase de abajo hasta arriba a través de toda la corriente ascendente, aproximadamente 20’ (Doswell 2001); e) magnitudes: vorticidad de 10-2 seg-1, cizalladura azimutal > 7 km/seg, velocidad diferencial > 30 m/seg, (Donaldson 1970).
Considerando estas características, la definición de Supercélula puede matizarse algo más y diremos que se trata de “una tormenta que posee un profundo y persistente mesociclón dentro de la updraft, con un alto grado de correlación entre ambos” (Klemp 1987; Doswell and Burgess 1993; Brooks 1994), es decir, con una alta correlación entre la velocidad vertical de la “updraft” y la vorticidad vertical presente en el mesociclón, durante cierto período de tiempo. El resultado de ambas magnitudes es un giro helicoidal neto con sentido ascendente.
Esta correlación cinemática, única y exclusiva de las supercélulas respecto a los otros tipos de tormentas del espectro convectivo (multicélulas, squall-lines, SCM, etc.), las diferencia claramente, siendo la característica clave para su identificación. Aún así, se puede considerar un cierto espectro supercelular que distingue entre a) supercélulas de baja precipitación o LP (Bluestein and Parks 1983); b) clásicas, de precipitación moderada o CL (Browning 1964); c) de alta precipitación o HP (Moller et al. 1990); d) anticiclónicas (Fujita and Grandoso 1968); e) mini-supercélulas (Kennedy et. al 1993). Los tipos LP-CL-HP no deberán considerarse como compartimentos cerrados sino como un continuum dentro del espectro supercelular, pudiendo una misma tormenta pertenecer a varios tipos a lo largo de su ciclo de vida.
Caracterización
Se resumen a continuación las principales características de una supercélula:
- Poseen una única cuasi-estacionaria y sólida corriente ascendente principal (también llamada “updraft”), parte de la cual permanece en continua rotación (mesociclón). Esta “updraft” evoluciona separada (desacoplada) de la corriente descendente principal o corriente descendente del flanco delantero de la tormenta (también llamada FFD) y de la corriente descendente del flanco trasero de la tormenta (también llamada RFD). Entre las tres corrientes surge una retroalimentación que las mantiene activas e indivualizadas durante un largo período de tiempo, "cooperando" de forma que no se anulan entre ellas. Este "feedback" desaparece en la fase de colapso de la supercélula.
- Tienen un ciclo de vida grande, normalmente del orden de 2 a 3h. Bunkers 2005, propone “short-lived supercells” para supercélulas que duran < =2h, “moderate-lived supercells” para supercélulas con un ciclo de vida de 2 a a 4h, y “long-lived supercells” para supercélulas que permanecen en estado cuasi-estacionario por períodos de tiempo mayores a 4h, excepcionalmente hasta 8h (Markowski 2010). Una misma supercélula puede presentar varios mesociclones de forma cíclica (mesociclogénesis cíclica).
- El ciclo de vida de una supercélula típica de 2-3 h de duración constaría de las siguientes tres fases. 1- Fase inicial; coexisten updraft/mesociclón y FFD (1/2 hora). 2- Fase de madurez; coexisten updraft/mesociclón, FFD y RFD en retroalimentación y estado cuasi-estacionario (1 1/2 horas) . 3- Fase de colapso-oclusión, FFD y RFD formando una única downdraft (y en su caso, tornado) (1/2 hora).
- En respuesta a una sucesión de procesos y mecanismos dinámicos y termodinámicos similares, contienen una serie de elementos o componentes visuales comunes, que las caracteriza y diferencia claramente de otros tipos de tormentas (ver apartado específico).
- Presentan una serie de características radar comunes, con elevados niveles de reflectividad, máximos de reflectividad a altura elevada, altos gradientes de reflectividad en bajos niveles (WER), estructura en gancho en la horizontal y en la vertical (BWER), etc. (ver apartado específico).
- Se propagan de forma anómala, desviándose a la derecha (“right moving supercells”) del flujo medio principal si se trata de una supercélula ciclónica, o desviándose a la izquierda (“left moving supercells”) si se trata de una supercélula anticiclónica. Esta desviación varia normalmente entre 45º-90º, pudiendo excepcionalmente llegar a los 100º-120º. La desviación es mayor cuanto menos intensos son los vientos en niveles medios-altos.
- Se desarrollan en entornos que presentan una alta cizalladura vertical del viento (CIZ6 = 15-20 m/seg), una alta helicidad relativa a la tormenta (SRH = 100-150 m2/seg2) y una moderada o alta inestabilidad (CAPE > 1000-1500). Siempre que se den los forzamientos sinópticos y mesoescalares adecuados. Estos son valores medios climatológicos de EEUU. En España, por nuestra experiencia, con valores más discretos de todas las variables (CIZ6=10-15 m/seg; SRH=50-100 m2/seg2; CAPE>=500) también se forman supercélulas, incluso con valores muy bajos de CAPE.
- Son las tormentas más destructivas y peligrosas de todo el espectro convectivo. El 90% de las supercélulas producen “tiempo severo” (“several weahter”), es decir, granizo > 2 cm y/o vientos superiores a 100 km/h y/o tornado. Todos los reportes de granizo superiores a 5 cm de diámetro y todos los tornados de categoría EF4 o EF5 son asociados siempre a supercélulas (Markowski 2010). En EEUU, aproximadamente, solo un 20-25% de las supercélulas producen tornados, en España parece que este porcentaje es todavía menor. También son frecuentes las inundaciones relámpago “flash-flood” y una extrema frecuencia de rayos intranube, excediendo en ocasiones las 200 descargas/minuto (las supercélulas "rugen": ininterrumpido y delicado rumor de truenos). Presentan, además, un elevado nº de intensas descargas nube-tierra positivas con respecto a las descargas negativas.
Identificación visual
Desde un punto de vista exclusivamente visual una supercélula se caracteriza por poseer:
- Una base circular libre de precipitación (la base de la “updraft” en rotación o mesociclón), que se sitúa adyacente pero sin mezclarse, a la corriente descendente del flanco delantero de la tormenta o FFD. Esta base tiene un diámetro considerable, de entre 5 y 10 km, presentando a veces amenazantes rugosidades. En la fase de colapso de la supercélula esta base es horadada de arriba a abajo hasta desaparecer por completo (oclusión de la "updraft" por parte de la RFD).
- Una vez que se forma la FFD, de esta base circular suele colgar en su zona central otra pequeña base aun más baja llamada “wall cloud”; se trata de una nube en forma de muro, pared o pezuña de caballo, a veces en rotación, que se forma o alimenta del aire más húmedo y frío proveniente de la FFD, volviendo a ser “aspirado” éste por la “updraft” y condensando en nube a un nivel sensiblemente más bajo que el de la base circular. El “wall cloud” es la nube de la que pende el tornado en caso de que éste se produzca.
- Frecuentemente, la frontera entre la FFD y el “wall cloud” está ocupada por otra nube en forma de cola, llamada “tail cloud”. Esta nube, que en la mayoría de las ocasiones parece surgir del propio terreno (del suelo) tiene la particularidad de estar situada siempre en ua zona lateral del “wall cloud”, orientada por el flujo proveniente de la FFD en capas bajas, de tal manera que se sitúa cerca o apunta hacia la zona de precipitación principal (FFD); mientras que en el lado opuesto se situaría siempre, en caso de producirse, el tornado. Esta “tail-cloud” es la manifestación inequívoca de una alimentación de flujo secundaria con un suplemento extra de vorticidad “streamwise” (vorticidad horizontal de generación baroclina, Markowski 2013) y es una prueba patente de la retroalimentación común en las supercélulas, en este caso entre la FFD y el mesociclón.
- La alimentación de flujo en niveles bajos primaria, es decir, la vorticidad “streamwise” generada por la cizalladura vertical del viento en capas bajas, también llamada vorticidad “streamwise” de generación barotrópica (Markowski 2013), la delata una nube llamada “inflow cloud”, que suele observarse sobre todo en la fase inicial de la supercélula. Cuando la rotación del mesociclón se propaga a los niveles más bajos, el “wall cloud” también rota y se desarrolla en su zona superior una estructura circular conocida como “collar cloud”.
- En los momentos de colapso de la supercélula, la base circular inicial o base de la “updraft”/mesociclón, suele ser perforada progresivamente de arriba a abajo por la RFD, apareciendo el llamado “clear slot”, una zona de nube más clara, de tono verdoso o incluso de cielo despejado, como respuesta a la evaporación y disipación de la “updraft” por el aire seco descendente de la RFD proveniente de capas medias.
- En niveles medios, en el perímetro del mesociclón, pueden aparecer los “shelf cloud”, nubes en forma de cinturón o estantería con diferentes pisos o niveles. Estas formaciones nubosas ocurren en manifestación al ascenso forzado de aire estable de las capas bajas dentro del mesociclón, como respuesta a su vez al forzamiento dinámico de abajo a arriba inducido por la rotación en niveles medios. En algunos casos, estas nubes “shelf cloud” adoptan forma lenticular y muestran más claramente la rotación a la que están siendo sometidas. A veces, suele aparecer anexada al “shelf cloud” una nube llamada “beaver tail” o “cola de castor”, que no debe confundirse con la "tail-cloud", y que puede mostrar una considerable longitud. La "beaver tail" tiene su base a la misma altura que la base de la "updraft" (mismo nivel de condensación), y ésta es siempre más alta que la base del "wall-cloud"/"tail-cloud".
- En niveles altos, el yunque de la supercélula suele tener una textura bastante más densa que la de un Cumulonimbo típico y una tendencia a ocupar una zona más trasera o “retrasada”, a contracorriente del flujo en capas altas, que el de una tormenta convencional (“back-sheared anvil”). De este yunque masivo suelen pender “mammas” o “mammatus”, protuberancias colgantes que suelen ser particularmente densas y numerosas en este tipo de tormentas.
- En la zona superior de la tormenta, arriba del todo, y si nos encontramos a cierta distancia horizontal de la supercélula, se podrá apreciar el “overshooting top”, o torreón con apariencia de coliflor que sobresale entre 1 y 3 km por encima del yunque de la misma debido a la intensa corriente ascendente, capaz de perforar la estratosfera una considerable distancia vertical adicional.
Identificación radar
Identificación radar
Una supercélula puede presentar las siguientes características radar:
- Presencia de una única y persistente célula radar ("downdrafts").
- Niveles de reflectividad muy bajos en la zona de alimentación o entrada del flujo (“inflow”) a bajos niveles. Fuertes gradiente de reflectividad en zona interior de la SP.
- Eco de reflectividad en la horizontal en forma de gancho (“hook echo”) sobre todo en bajos y a veces, incluso, en medios niveles. (Gancho en la horizontal). Producido por la FFD y sobre todo por la RFD (responsable ésta del extremo final en forma de 6). Existe relación con la aparición del tornado: las SPs con forma de gancho tienen más posibilidades de contener un tornado. ¡Ojo!, no siempre se identifca un gancho en una SP, los ecos pueden tener también forma de lágrima, riñon, coma, cuña, etc.
- Región de Eco Débil (RED), llamada también “weak echo region” (WER), en bajos niveles.
- Región de Eco Débil Acotada (REDA) o “bounded weak echo region” (BWER) en niveles medios y altos (Gancho en la vertical).
- La máxima reflectividad (normalmente >60 dBZ) de toda la columna suele estar localizada en niveles altos (7-10 km) o medios (4-6 km) durante la fase de madurez de la tormenta, y a veces se sitúa superpuesta en la vertical sobre una zona WER en niveles bajos y sobre una BWER en niveles medios/altos. Precipitación abalconada, signatura “value”. La "updraft" presenta una forma "abovedada". Gancho en la vertical. En la fase de colapso las máximas reflectividades se encuentran solo en niveles bajos.
- Estructura en forma de “V” de las reflectividades en niveles medios y altos, también llamada estructura “V-Notch” (efecto obstáculo : flujo incidiendo sobre la “updraft”).
- “Clear slot”, zona sin ecos relacionada con la decisiva corriente descendente del flanco trasero de la SP, “rear flank downdraft” (RFD) en el momento de oclusión de la “updraft”, que a veces desencadena el proceso de la tornadogénesis.
- Viento Doppler. Detección de mesociclones (o de mesoanticiclones) mediante el viento Doppler: dos máximos relativos de viento opuestos, muy cercanos y que cumplen la propiedad de que el segmento que los une sea más o menos perpendicular a la radial al punto donde está localizado el radar. Tamaño del mesociclón entre 3 y 10 Km. de diámetro. Algoritmos MDA para automatizar su detección. Esta característica es la prueba inequívoca de caracterización o clasificación de la tormenta como Supercélula.
- Detección de “tornado vortex signature” (TVS) en el viento Doppler que indicaría probabilidad clara de tornado. Hay que identificar dos nuevos máximos de viento más intensos, adyacentes y opuestos dentro del mesociclón (aunque no concéntrico con el), diámetro máximo 1 km aproximadamente.
- Detección de un “descending reflectivity core”, (DRC), en el extremo del apéndice del eco en forma de gancho (interface entre la "updraft" y la RFD). Los DRC están relacionados con el desarrollo/intensificación del mesociclón en niveles bajos, también con la formación del "hook-echo" o eco en forma de gancho, y por tanto con la posible aparición de tornado.
- Echotops muy altos (12-16 km.), aunque no siempre (mini-supercélulas). El “Overshooting”, o cima real, puede llegar a los 20 km. en nuestras latitudes. Caída del echotop en 1-3 km en el momento de inicio del tornado (si esto sucede) en la fase de colapso de la SP.
– VIL (contenido liquido de la columna) con valores altos o muy altos que indican la existencia de piedras grandes de granizo en el seno de la FFD y de la RFD.
Para ser rigurosos, deberíamos considerar como supercélulas solo a aquellas tormentas que cumplan la mayoría de los criterios visuales y radar.
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