Cómo funcionan los tornados

Un tornado azota Pampa, Texas. Vea más fotografías de desastres naturales. Alan R. Moller / Stone / Getty Images

Los mitos están llenos de criaturas fantásticas y destructivas. Si no es un ángel que arrasa la ciudad, entonces son gigantes que deambulan vengativamente hacia pueblos desprevenidos. En realidad, todas las calamidades que podemos encontrarnos se deben a fenómenos naturales y a la voluntad humana. Pero de todos los poderes destructivos de nuestro mundo, ninguno se parece a la ferocidad y la forma de esos monstruos míticos como tornados. Estas tormentas descienden como un puñal de las nubes. Se elevan sobre los edificios más altos como titanes. Y cuando atacan a su entorno, a menudo parecen actuar con intenciones maliciosas y conscientes..

-Establezca así el miedo y la superstición, y aún se enfrentará a una de las vistas más impresionantes del mundo natural. Estas torcidas columnas de tormenta pueden alcanzar velocidades de viento de 318 mph (512 kp-h) y medir millas de ancho, dejando cicatrices en la Tierra y diezmando casas y edificios en el proceso. Sin embargo, en algunas partes del mundo, estas poderosas tormentas ocurren con regularidad. Solo en los Estados Unidos se experimentan más de 1.000 tornados al año y se han registrado tormentas en todos los continentes excepto en la Antártida [fuente: Tarbuck].

Si bien la mayoría de las tormentas son débiles y ocurren en áreas escasamente pobladas, se sabe que los tornados azotan grandes áreas metropolitanas y han causado muchas bajas en muchos pueblos y ciudades. En 1925, el infame tornado triestado de Estados Unidos golpeó partes de Missouri, Illinois e Indiana, cobrando 695 vidas..

Contenido

1. Lo que su bañera puede enseñarle sobre los tornados
2. Tornados y tormentas eléctricas
3. Calificaciones de tornados

La mecánica de una bañera de hidromasaje simple es muy similar a la del vórtice de un tornado. Darryl Torckler / Banco de imágenes / Getty Images

Si alguna vez ha visto cómo se forma un remolino en su bañera o lavabo mientras drena el agua, entonces ha sido testigo de los fundamentos de un tornado en el trabajo. Un remolino de drenaje, también conocido como vórtice, se forma debido a la corriente descendente que crea el drenaje en el cuerpo de agua. El flujo descendente del agua hacia el drenaje comienza a girar y, a medida que la rotación se acelera, se forma un vórtice..

¿Por qué el agua comienza a girar? Hay muchas explicaciones, pero aquí hay una forma de pensarlo. Imagínese como una partícula en el agua, repentinamente atraída hacia la succión que crea el drenaje. Al principio, te encontrarás acelerando hacia el desagüe. Luego, literalmente, hay un giro. Debido a su impulso anterior y la cantidad de otras partículas que se precipitan hacia el desagüe al mismo tiempo, es probable que lo empujen hacia un lado del punto de succión cuando llegue. Esa desviación te coloca en un camino en espiral hacia el punto de succión, como una polilla en espiral hacia una luz. Una vez que la espiral ha comenzado en una dirección, tiende a influir en todas las demás partículas a medida que llegan. Se crea una tendencia en espiral muy fuerte. Eventualmente, hay suficiente energía en espiral para crear un vórtice..

Los vórtices son obviamente un fenómeno común. Después de todo, los ves en bañeras y lavabos todo el tiempo. Pequeña diablos de polvo a veces se forman cuando los vientos fluyen sobre desiertos cálidos, y se sabe que los incendios forestales producen vórtices trepadores de llamas y cenizas llamados remolinos de fuego. Los científicos incluso han observado diablos de polvo en Marte y han detectado tornados solares azotando desde el sol.

En un tornado, sucede lo mismo que con nuestro ejemplo de la bañera, excepto con aire en lugar de agua. Gran parte de los patrones de viento de la Tierra están dictados por centros de baja presión, que extraen aire más frío y a alta presión del área circundante. Este flujo de aire empuja el aire de baja presión hacia altitudes más altas, pero luego el aire se calienta y es empujado hacia arriba también por todo el aire detrás de él. La presión del aire dentro de un tornado es hasta un 10 por ciento más baja que la del aire circundante, lo que hace que el aire circundante ingrese aún más rápido..

Un tornado desciende del mesociclón de una tormenta eléctrica sobre Nuevo México. A. T. Willett / El banco de imágenes / -Getty Images

-Los tornados no solo aparecen, se desarrollan a partir de tormentas eléctricas, donde ya hay un flujo constante y ascendente de aire cálido y de baja presión para comenzar. Es como cuando un concierto de rock estalla en un tumulto. Las condiciones ya eran volátiles; simplemente se convirtieron en algo aún más peligroso.

-Las tormentas eléctricas se forman como muchas otras nubes: una masa de aire cálido y húmedo se eleva y se enfría, lo que hace que el vapor de agua se condense en nubes. Sin embargo, si la corriente ascendente continúa, esta masa de nubes continuará creciendo y se elevará 40,000 pies (12,192 m) o más hacia el troposfera, la capa más inferior de la atmósfera en la que vivimos. Una nube de tormenta típica puede acumular una enorme cantidad de energía. Si las condiciones son las adecuadas, esta energía crea una gran corriente ascendente hacia la nube, pero ¿de dónde proviene la energía??

Las nubes se forman cuando el vapor de agua se condensa en el aire. Este cambio en el estado físico libera calor y el calor es una forma de energía. Gran parte de la energía de una tormenta eléctrica es el resultado de la condensación que forma la nube. Cada gramo de agua condensada produce alrededor de 600 calorías de calor, y otras 80 calorías de calor por gramo de agua resultan de la congelación en la atmósfera superior. Esta energía aumenta la temperatura de la corriente ascendente, así como la energía cinética del movimiento del aire hacia arriba y hacia abajo. La tormenta eléctrica promedio libera alrededor de 10,000,000 kilovatios-hora de energía, el equivalente a una ojiva nuclear de 20 kilotones [fuente: Britannica].

En tormentas supercelulares, las corrientes ascendentes son particularmente fuertes. Si son lo suficientemente fuertes, se puede desarrollar un vórtice de aire como se forma un vórtice de agua en un fregadero. Este precursor del tornado se llama mesociclón, y suele tener de 2 a 6 millas (3 a 10 kilómetros) de ancho. Una vez que se forma un mesociclón, hay aproximadamente un 50 por ciento de posibilidades de que la tormenta se convierta en un tornado en unos 30 minutos..

Algunos tornados consisten en un solo vórtice, pero otras veces múltiples vórtices de succión giran alrededor del centro de un tornado. Estas tormentas dentro de una tormenta pueden ser más pequeñas, con un diámetro de alrededor de 30 pies (9 metros), pero experimentan velocidades de rotación extremadamente poderosas..

El tornado sale de una nube de tormenta como una enorme cuerda de aire arremolinándose. Las velocidades del viento en el rango de 200 a 300 mph (322 a 483 kph) no son infrecuentes. Si el vórtice toca el suelo, la velocidad del viento giratorio (así como la corriente ascendente y las diferencias de presión) puede causar un daño tremendo, destrozando casas y arrojando escombros potencialmente letales..

El tornado sigue un camino que está controlado por la ruta de su nube de tormenta principal y, a menudo, parecerá saltar. Los lúpulos se producen cuando se altera el vórtice. Probablemente haya visto que es fácil perturbar un vórtice en la bañera, pero luego se reformará. Lo mismo le puede pasar al vórtice de un tornado, provocando su colapso y reformado a lo largo de su trayectoria..

Los tornados más pequeños pueden prosperar solo durante unos minutos, cubriendo menos de una milla de tierra. Las tormentas más grandes, sin embargo, pueden permanecer en el suelo durante horas, cubriendo más de 90 millas (150 km) e infligiendo daños casi continuos en el camino..

En este punto, es posible que se pregunte cómo se disipan eventualmente los tornados. Los científicos todavía debaten exactamente cómo mueren estas tormentas mortales, pero uno de los principales sospechosos no es otro que la tormenta principal: el mesociclón giratorio. Los tornados necesitan inestabilidad y rotación. Interrumpa el flujo de aire, elimine su humedad o destruya su equilibrio inestable de aire caliente y frío, y no puede funcionar. A menudo, un tornado morirá porque el frío salida de aire de la precipitación que cae altera el equilibrio.

Los tornados se encuentran entre las tormentas más peligrosas de la Tierra y, a medida que los meteorólogos se esfuerzan por proteger a las poblaciones vulnerables mediante alertas tempranas, ayuda a clasificar las tormentas por gravedad y daño potencial. Los tornados se clasificaron originalmente en el Escala de Fujita, llamado así por su inventor, el meteorólogo de la Universidad de Chicago T. Theodore Fujita. El meteorólogo creó la escala en 1971 basándose en la velocidad del viento y el tipo de daño causado por un tornado. Había seis niveles en la escala original..-

F0

• Velocidad del viento: 40-72 mph (64-116 kph)
• Daño leve: arranca ramas de los árboles; arranca del suelo los árboles de raíces poco profundas; Puede dañar las señales, las señales de tráfico y las chimeneas.

F1

• Velocidad del viento: 73-112 mph (117-180 kph)
• Daño moderado: los materiales del techo y el revestimiento de vinilo pueden desplazarse; las casas móviles son muy vulnerables y pueden caer fácilmente de los cimientos o derribarlas; Los automovilistas pueden salir disparados fuera de la carretera y posiblemente volcar

F2

• Velocidad del viento: 113-157 mph (181-253 kph)
• Daños considerables: los árboles bien establecidos se arrancan fácilmente; las casas móviles están diezmadas; techos enteros se pueden arrancar de las casas; los vagones de tren y los transportes de camiones son derribados; los objetos pequeños se convierten en peligrosos misiles

F3

• Velocidad del viento: 158-206 mph (254-332 kph)
• Daños graves: los bosques se destruyen cuando la mayoría de los árboles se arrancan del suelo; trenes enteros descarrilan y derriban; se arrancan paredes y techos de las casas

F4

• Velocidad del viento: 207-260 mph (333-418 kph)
• Daños devastadores: las casas y otras estructuras pequeñas pueden ser arrasadas por completo; los automóviles son propulsados ​​por el aire

F5

• Velocidad del viento: 261-318 mph (419-512 kph)
• Daño increíble: los coches se convierten en proyectiles al ser lanzados por el aire; casas enteras están completamente destruidas después de ser arrancadas de los cimientos y enviadas a la distancia; Las estructuras de hormigón reforzado con acero pueden sufrir daños graves [fuente: NOAA]

En febrero de 2007, la escala Fujita fue reemplazada por la escala Fujita mejorada. La nueva escala "EF" es similar a su predecesora. Clasifica los tornados en seis categorías diferentes (EF0 a EF5 en lugar de F0 a F5). Sin embargo, donde la escala EF difiere es en el número de criterios utilizados para evaluar el nivel de daño de un tornado. Primero, hay indicadores de daños: objetos que pueden resultar dañados en el tornado. Se clasifican de 1 (graneros pequeños) a 28 (árboles de madera blanda). Cada indicador de daño también puede experimentar variaciones grados de daño (DOD). Cada DOD corresponde a las velocidades del viento estimadas.-

-Por ejemplo, un motel tiene 10 grados de daño, que van desde ventanas rotas (3) hasta el colapso de la mayor parte del techo (6) y la destrucción completa del edificio (10). Si las ventanas de un motel están rotas, pero no sufre daños más extensos, la velocidad del viento más baja posible estimada es de 74 mph (119 kph), mientras que la velocidad más alta posible estimada es de 107 mph (172 kph). Los meteorólogos promedian estas velocidades, lo que significa que la velocidad del viento esperada es de 143 kph (89 mph). Un examen de la escala EF revela que 89 mph cae en la categoría EF1, por lo que el tornado se clasifica como EF1. Para obtener más información sobre la escala EF, consulte el sitio web oficial de la NOAA.

Tornados y casas explosivas

¿Has oído alguna vez que un tornado puede hacer explotar tu casa? Este mito en particular suena creíble al principio. La idea es que los tornados traen tal caída en la presión atmosférica que la presión más alta dentro de su hogar hará que explote a menos que abra todas las ventanas. Afortunadamente para los propietarios de viviendas, esto no tiene nada de cierto. A menos que viva en una nave espacial derribada, su casa probablemente tenga suficiente ventilación para evitar una explosión. Todo lo que se logra al abrir las ventanas es hacer que sea un poco más fácil que los escombros lo golpeen mientras la tormenta avanza..

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Más enlaces geniales

• Consejos de seguridad para tornados de FEMA
• Juego en línea Storm Chasers de Discovery

Fuentes

• Davis, T. Neil. "Artículo 227 de Dust Devils". Foro de ciencia de Alaska. 2 de junio de 1978. (26 de septiembre de 2008) http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
• Edwards, Roger. "Preguntas frecuentes sobre Tornado en línea". NOAA. 26 de mayo de 2008. (2 de octubre de 2008) http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
• "Las sorpresas del SOHO incluyen tornados en el sol". Ciencia diaria. 20 de abril de 1998. (26 de septiembre de 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
• Swanson, Bob y Doyle Rice. "El torbellino de fuego estalla durante el incendio de California". EE.UU. Hoy en día. 13 de julio de 2006. (26 de septiembre de 2008) http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
• Tarbuck, Edward y Frederick Lutgens. "Ciencias de la Tierra: undécima edición". Pearson Prentice Hall. 2006.
• "Tornado." Encyclopædia en línea de Britannica. 2008. (26 de septiembre de 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
• "Ciencia, hechos e historia de los tornados". Ciencia viva. (26 de septiembre de 2008) -http: //www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html