Los científicos encuentran dos formas en que los huracanes se intensifican rápidamente

Los huracanes que se intensifican rápidamente por razones misteriosas representan una amenaza particularmente aterradora para quienes están en peligro.

Ahora los científicos han arrojado algo de luz sobre por qué este desafío de pronóstico ha sido tan difícil de superar: hay más de un mecanismo que causa una rápida intensificación.

Una nueva investigación realizada por científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR, por sus siglas en inglés) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) utiliza las últimas técnicas de modelado por ordenador para identificar dos modos completamente diferentes de intensificación rápida. Los hallazgos pueden conducir a una mejor comprensión y predicción de estos peligrosos eventos.

El nuevo estudio apareció en Monthly Weather Review. Fue coautor de los científicos del NCAR Rosimar Ríos-Berrios y George Bryan.

"Tratar de encontrar el santo grial detrás de la rápida intensificación es un enfoque equivocado porque no hay un solo santo grial", dijo el científico del NCAR Falko Judt, autor principal del nuevo estudio. "Hay al menos dos modos diferentes de intensificación rápida, y cada uno tiene un conjunto diferente de condiciones que deben cumplirse para que la tormenta se fortalezca tan rápidamente".

Modos de intensificación rápida de las tormentas tropicales y huracanes

Uno de los modos discutidos por Judt y sus coautores ocurre cuando un huracán se intensifica simétricamente, impulsado por condiciones ambientales favorables, como aguas superficiales cálidas y baja cizalladura del viento. Este tipo de fortalecimiento abrupto está asociado con algunas de las tormentas tropicales más destructivas de la historia, como los huracanes Andrew, Katrina y María.

Los meteorólogos quedaron atónitos esta semana cuando los vientos del huracán Otis desafiaron las predicciones y explotaron a 177 km/h en sólo 24 horas, azotando la costa oeste de México con fuerza de categoría 5.

Judt y sus coautores también identificaron un segundo modo de intensificación rápida que anteriormente se había pasado por alto porque no conduce a que los vientos máximos alcancen niveles tan destructivos. En el caso de este modo, el fortalecimiento puede estar relacionado con grandes rachas de tormentas alejadas del centro de la tormenta. Estas ráfagas desencadenan una reconfiguración de la circulación del ciclón, lo que le permite intensificarse rápidamente, alcanzando una intensidad de categoría 1 o 2 en cuestión de horas.

Este segundo modo es más inesperado porque normalmente ocurre ante condiciones desfavorables, como vientos compensatorios en los niveles superiores que cortan la tormenta al soplar la parte superior en una dirección diferente a la inferior.

"Esas tormentas tropicales no son tan memorables ni tan significativas", dijo Judt. "Pero los meteorólogos deben ser conscientes de que incluso una tormenta fuertemente cortada y asimétrica puede sufrir un modo de rápida intensificación".

¿Qué es una intensificación rápida?: Un descubrimiento causal

Se produce una rápida intensificación cuando los vientos de un ciclón tropical aumentan 56 km/h en un período de 24 horas. Judt se encontró con los dos modos de intensificación rápida cuando trabajaba en un proyecto no relacionado.

El descubrimiento surgió después de que Judt produjera una simulación por computadora de muy alta resolución de 40 días de duración de la atmósfera global, utilizando el modelo de predicción a través de escalas (MPAS) basado en NCAR. Esa simulación, realizada en el Centro de Supercomputación NCAR-Wyoming, fue diseñada para un proyecto internacional que compara el resultado de los principales modelos atmosféricos , que han logrado detalles sin precedentes gracias a supercomputadoras cada vez más potentes.

Una vez que Judt produjo el modelo, sintió curiosidad por examinar las tormentas tropicales en la simulación que se intensificaban rápidamente. Al observar una serie de casos en las cuencas oceánicas del mundo, notó que la rápida intensificación se producía de dos maneras distintas. Esto no había sido evidente anteriormente en los modelos, en parte porque las simulaciones anteriores capturaron sólo regiones individuales en lugar de permitir a los científicos rastrear un espectro de huracanes y tifones en los océanos del mundo.

Luego, Judt y sus coautores analizaron observaciones reales de ciclones tropicales y encontraron varios casos del mundo real de ambos modos de rápida intensificación.

"Fue una especie de hallazgo fortuito", dijo Judt. "Con solo mirar las tormentas en la simulación y hacer gráficos, me di cuenta de que las tormentas que se intensifican rápidamente se dividen en dos campos diferentes. Uno es el modo canónico en el que hay una tormenta tropical cuando te acuestas y cuando te despiertas es una categoría 4. Pero luego hay otro modo que va de una tormenta tropical a una categoría 1 o 2, y se ajusta a la definición de intensificación rápida. Como nadie tiene esas tormentas en su radar, ese modo de intensificación rápida no fue detectado hasta que pasé por la simulación."

Los meteorólogos saben desde hace mucho tiempo que las condiciones ambientales favorables, incluidas aguas superficiales muy cálidas y una mínima cizalladura del viento, pueden generar una rápida intensificación y llevar un ciclón a la categoría 4 o 5 con vientos sostenidos de 209 km/h o más. En su nuevo artículo, Judt y sus coautores se refirieron a ese modo de rápida intensificación como un maratón porque la tormenta sigue intensificándose simétricamente a un ritmo moderado mientras el vórtice primario se amplifica constantemente.

Judt describió el huracán Otis como un maratón rápido porque se intensificó simétricamente pero a un ritmo inusualmente rápido, marcado por un aumento de 129 km/h en la velocidad del viento durante un período de 12 horas.

El equipo de estudio etiquetó el otro modo de intensificación rápida como sprint porque la intensificación es extremadamente rápida pero generalmente no dura tanto, con tormentas que alcanzan un máximo de fuerza de categoría 1 o 2 y vientos sostenidos de 177 km/h o menos. En tales casos, las ráfagas explosivas de tormentas eléctricas provocan una reorganización del ciclón y el surgimiento de un nuevo centro, lo que permite que la tormenta se vuelva más poderosa, incluso frente a condiciones ambientales adversas.

El artículo concluye que los dos modos pueden representar extremos opuestos de un espectro, y que muchos casos de intensificación rápida se encuentran en algún punto intermedio. Por ejemplo, la intensificación rápida puede comenzar con una cadena de eventos discretos, como una explosión de tormentas, que son característicos del modo sprint, pero luego pasar a un modo de intensificación más simétrico que es característico del modo maratón.

Una pregunta para investigaciones futuras es por qué las rachas de tormentas eléctricas pueden causar que alrededor del 10% de las tormentas en un ambiente no propicio se intensifiquen rápidamente, aunque el otro 90% no lo haga, dijo Judt.

"Podría haber un mecanismo que aún no hemos descubierto y que nos permitiría identificar los 10 de los 90", dijo. "Mi hipótesis de trabajo es que es aleatorio, pero es importante que los pronosticadores sean conscientes de que la intensificación rápida es un proceso típico incluso en un entorno desfavorable".

Referencia

Falko Judt et al, Marathon versus Sprint: Two Modes of Tropical Cyclone Rapid Intensification in a Global Convection-Permitting Simulation, Monthly Weather Review (2023). DOI: 10.1175/MWR-D-23-0038.1