Así es como las invasiones de aire seco de la estratosfera pueden generar tornados destructivos
Estudios recientes han demostrado que los grandes tornados que afectan a Europa, y especialmente a Norteamérica, suelen estar causados por varios factores, entre ellos las irrupciones de aire muy frío y seco que procedentes de la estratosfera.
Se ha observado que en varias ocasiones se han generado tornados de cierta importancia en presencia de grandes descensos de la altura de la tropopausa dinámica. Las ondulaciones de la tropopausa provocan dos tipos diferentes de anomalías, que pueden ser positivas o negativas.
Hablamos de anomalías positivas cuando el "aire estratosférico" invade la parte más alta de la troposfera, dando lugar a las llamadas "invasiones estratosféricas" en la tropopausa, que pueden acabar dentro de la rama principal de la "corriente en chorro". Las anomalías negativas se producen cuando el aire troposférico asciende hasta el borde de la estratosfera, provocando "invasiones de aire troposférico" en la estratosfera.
En el primer caso, el espesor de la troposfera experimenta un descenso ligado a una circulación ciclónica (ciclogénesis), lo que da lugar a condiciones de marcada inestabilidad "baroclina", con una estabilidad estática decreciente en la parte inferior de la anomalía.
En el segundo caso, la troposfera tiende a elevarse hacia el límite de la estratosfera debido a la acción de una circulación anticiclónica, aumentando la estabilidad estática en la parte baja de la anomalía, lo que favorece un aumento de la estabilidad atmosférica, a partir de las capas medias y bajas.
Sobre las invasiones de la estratosfera en la troposfera
Tomando como ejemplo nuestras latitudes, cuando se produce una anomalía positiva en los valores de "vorticidad potencial isoentrópica", significa que la tropopausa tiende a descender hasta el punto en que el aire seco y permanentemente estático, con altos valores de "vorticidad potencial isoentrópica" de origen estratosférico, penetra en la troposfera inferior.
En este caso, la superposición de aire estratosférico seco y arremolinado, con altos valores de "vorticidad isoentrópica potencial", sobre las masas de aire húmedo como las que fluyen hacia una depresión, genera una rápida desestabilización de la columna de aire debido al considerable "gradiente higrométrico vertical", facilitando la formación de imponentes sistemas nubosos cumuliformes que pueden dar lugar a fuertes lluvias e incluso a intensas tormentas eléctricas.
En tales contextos, con flujos de aire estratosférico muy seco hacia la troposfera superior, pueden originarse episodios de tiempo severo, que también pueden dar lugar a peligrosos sistemas de tormentas con un alto grado de organización, capaces de descargar lluvias torrenciales en pocas horas.
El ejemplo de la oleada de tornados en el valle del Po en septiembre de 2021
Un estudio de caso fue el del 19 de septiembre de 2021 en Italia, cuando se desarrollaron siete tornados en pocas horas en el valle del Po, un acontecimiento muy inusual en la zona.
La zona del valle del Po se vio afectada por el tránsito, en la troposfera media, de una marcada anomalía de vorticidad potencial isoentrópica sobre la llanura lombarda, con valores de presión que oscilaron entre 250 hPa (aproximadamente 10500 m de altitud) entre Romaña y el bajo Véneto, y valores de 550 hPa en el bajo Piamonte (aproximadamente 5000 m de altitud), incluso más bajos a través de Lombardía occidental.
Esta intrusión de aire estratosférico, hasta los 4000 metros, provocó inmediatamente un aumento drástico de la vorticidad, del gradiente higrométrico vertical y de la cizalladura vertical del viento. También se formaron líneas de cizalladura del viento en las capas inferiores, listas para alimentar intensos movimientos verticales.
En resumen, todos los ingredientes de una fuerte inestabilidad atmosférica que generó un intenso "forzamiento convectivo" sobre el valle del Po, con el rápido desarrollo de "células tormentosas", sistemas convectivos de mesoescala e incluso "supercélulas" que produjeron varios tornados.
A pesar de los parámetros no particularmente elevados, como la CAPE (Energía Convectiva Potencialmente Disponible), esta "intrusión seca" masiva, procedente directamente de la estratosfera, fue suficiente para originar las tormentas mesociclónicas, de las que nacieron los diversos tornados que sembraron tantos daños, especialmente en la zona de Módena, donde el aeroclub de Carpi quedó completamente destruido.