Los Tornados: formación y escalas de medición

Los Tornados

Los tornados, son los fenómenos atmosféricos más catastróficos que se producen en nuestro planeta.

El Tornado (del latín tonare, ‘girar’) es un fenómeno meteorológico que consiste en un torbellino de viento producido a raíz de una rotación de aire de gran intensidad y de poca extensión horizontal, que se prolonga desde la base de una nube madre, conocida como Cumulunimbus.

Tornado en Oklahoma, mayo 2013.

Son ciclones de pequeñas dimensiones, pero muy destructivos, que ocurren en distintas regiones del mundo. Los más frecuentes y devastadores se registran en las llanuras centrales de los Estados Unidos. En algunos países del Caribe se les llama mangas de viento y rabos de nube.

Un tornado puede tener una anchura desde unos metros hasta casi un kilómetro en la zona de contacto con el suelo, con un promedio de algunos pocos cientos de metros; se desplazan rápidamente y sus vientos pueden alcanzar velocidades de 400 kilómetros por hora (250 millas por hora) o más, cambian de dirección en forma errática y causan gran destrucción. Cuando se forman en el mar, son denominados trombas marinas.

Principales Características

• El tornado se forma en conexión con una nube de tormenta, llamada “Cumulonimbo”.
• El tornado aparece en la base de la nube “Cumulonimbo” y se extiende hacia abajo hasta alcanzar el suelo en forma de embudo o manga.
• Comúnmente un tornado va acompañado por lluvia, granizo, relámpagos, rayos  y de la oscuridad propia de las nubes.
• Una característica común, es la baja presión atmosférica (fuerza por unidad de área, ejercida sobre una superficie determinada) en el centro de la tormenta y enorme velocidad del viento.
• El efecto de destrucción de un tornado es mayor en el área afectada que el de un huracán, debido a que la energía por liberar se concentra un área más pequeña. Por tanto el efecto de la velocidad del viento y la baja presión hace que el daño sea mayor.
• Los tornados se desplazan aproximadamente a 50 Km/h, sin embargo, algunos se mueven lentamente, mientras otros alcanzan velocidades de 100 Km/h o más.  La trayectoria promedio de un tornado es de unos 400 metros de ancho y unos cuantos kilómetros de largo.  Algunas de éstas han alcanzado valores excepcionales de 1.6 Km de ancho y 480 Km de largo.

Algunas veces ocurren durante una tormenta eléctrica o un huracán. En promedio, los tornados dejan devastación en una franja de 15 km (9 millas) de largo por 180 m (200 yardas) de ancho pero algunos llegan a destrozar áreas de 80 km (50 millas) de largo por 1.6 km (1 milla) de ancho.

Cuando ocurren sobre océanos o lagos se llaman trombas. La mayoría de los tornados giran en dirección contraria a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en dirección a las agujas del reloj en el sur, pero en ocasiones pueden invertir este comportamiento. Los tornados de alta mar, llamados trombas marinas, son más débiles y se producen con mucha frecuencia en aguas tropicales.

Formación de un tornado

Los ingredientes de un cumulonimbo generador de tornados son: una ráfaga meridional de aire cálido muy húmedo, con una ráfaga de aire seco y fresco procedente del oeste en su parte superior y una línea de turbonada cuya convergencia desencadene nubes convectivas.

Las supercélulas

Estructura de una supercélula

La mayor parte de los tornados originados en superceldas siguen un ciclo de vida reconocible. Una supercelda o supercélula (en inglés supercell) es una inmensa tormenta en rotación. Puede durar varias horas como una entidad única; tienden a formarse en condiciones de alta inestabilidad, y vientos fuertes a grandes alturas.

Además presentan un sistema más organizado de circulación interna que les hacen tener una duración mucho mayor que otras. Es común la aparición de fuertes corrientes rotatorias que la hacen potencialmente la más peligrosa de los tipos de tormenta convectivas. Pueden producir vientos fuertes, grandes granizadas y tornados de larga duración sobre una amplia trayectoria.

Nacimiento de un tornado

Éste comienza con el origen de la propia supercelda, que se da cuando una corriente de aire frío y seco se encuentra con otra de aire cálido y húmedo y se desplaza por encima de ella. Al ser más pesado el aire frío, se producen capas de aire inestable donde el aire frío desciende y obliga al aire caliente a ascender, creando la tormenta.

Formación de un tornado.

En pocas palabras, se forma cuando una masa de aire caliente, al chocar con un frente frío, forma una poderosa tormenta y crea las condiciones propicias para un tornado. Si existe una capa de aire cálido y seco que actúe como aislante, y si las diferencias de temperatura son lo suficientemente grandes, el descenso del aire frío se puede dar en forma de remolino.

Poseen velocidades mayores a los 400 km/h y diámetros de hasta un kilómetro.

Este aire que desciende, llamado corriente descendente del flanco trasero (RFD, por sus siglas en inglés), acelera al irse acercando al suelo, y arrastra consigo al mesociclón de la supercelda hacia él.

El embudo va desde las nubes hasta el suelo, haciéndose visible a medida que el aire húmedo se desplaza hasta la región en que disminuye bruscamente la presión y se condensa, y a medida que el vórtice succiona los restos del suelo. Las corrientes ascendentes, por su parte, atraen el aire a su alrededor, aumentando la rotación y convirtiéndose en una columna estrecha, conocida como nube embudo.

La fuerza más destructiva de los tornados está en el embudo. Al desplazarse rápidamente hacia arriba en espiral, ese embudo succiona casas, árboles y puede elevar objetos tan pesados como un auto o una vaca.

Épocas de Tornados

Los tornados se producen generalmente en la zona de transición entre las masas de aire polar y tropical, entre los 20° y 50° de latitud, a ambos lados del ecuador, siendo poco frecuentes en latitudes mayores de 60:, donde el aire no contiene la humedad y la temperatura necesaria para la formación de este fenómeno y en la región ecuatorial, donde la atmosfera  no tiene la inestabilidad necesaria para desarrollar una tormenta severa de tal magnitud.

Mapa global de zonas óptimas para la formación de tornados.

Si bien los tornados pueden producirse a lo largo de casi todo el año, se observa una marcada variación estacional que difiere del país y lugar, siendo su máxima ocurrencia durante verano en las latitudes medias (junio, julio y agosto).

En la primera parte del año, marzo y abril son más corrientes cerca de la Costa del Golfo de México.  A medida de que el año avanza, el centro de la región de mayor formación de tornados se desplaza más al norte de los Estados Unidos, la razón de este desplazamiento está relacionada con el movimiento en igual dirección de las masas de aire, asociadas al desarrollo de los tornados.

Entre las 2:00 y las 8:00 de la tarde, suelen formarse estos fenómenos.

Son más comunes y tienen mayor fuerza en las latitudes templadas, Estados Unidos, Europa occidental, Japón, India, Sudáfrica, Argentina y Oceanía. Los tornados más violentos ocurren en la zona central de los Estados Unidos, donde a menudo se forman a principios de la primavera; la mayor frecuencia de tornados tiene lugar en un área llamada ‘Tornado Alley’, que se extiende desde Texas y Oklahoma hasta Kansas y Iowa.

Pueden originarse a cualquier hora del día, con mayor frecuencia durante la tarde entre las 2:00 p. m. y 8:00 p. m., esta situación se relaciona con el máximo calentamiento diurno de la superficie terrestre, ya que las altas temperaturas contribuyen a la inestabilidad atmosférica y a la formación de tormentas, que generalmente conducen a la generación de tornados.

Diferencias entre Huracán y Tornado

A continuación se presentaran las diferencias que existen entre un tornado y un huracán con el fin de poderlos diferenciar y no caer en la idea que son los mismos fenómenos. Es claro, que dentro de un huracán se pueden registrar tornados, pero no viceversa, con lo cual se marca la primera gran diferencia, un huracán tiene una mayor escala de desarrollo y afectación que un tornado.

HURACAN	TORNADO
Se originan sobre los océanos cuando la temperatura de la superficie del agua es superior a 270°C.	Se originan sobre tierra.
Se forman por lo común entre 50 y 150 de latitud.	Se forman con mayor frecuencia entre 200 y 500 de latitud Norte.  Por lo general, en los Estados Unido s
La velocidad del viento varma de 120 y 240 Km/h y en ciertas ocasiones, sobrepasa los 250 Km/h.	La velocidad del viento en algunos casos excede los 500 Km/h.
El diámetro puede variar entre 500 a 1800 kilómetros.	El diámetro promedio es de 250 metros, oscilando entre los 100 metros y  1 Km.
La vida de los huracanes puede oscilar desde unos pocos días a algunas semanas.	La vida de los tornados se extiende desde unos pocos minutos a algunas horas en casos muy excepcionales.
No están asociados a ningún frente.	Los tornados se producen en conexión con líneas de inestabilidad, frentes o nubes de tormentas.

Por otra parte, un tornado puede pasar de la tierra al agua o del agua a la tierra sin cambiar su apariencia e intensidad. Aunque son difíciles de predecir, los científicos suelen detectar los más grandes con radares Doppler y advertir a los residentes de las zonas afectadas.

Medición de los Tornados

Un tornado no se mide por su tamaño. Su extensión no va a indicar su intensidad. Un tornado enorme puede ser débil y un tornado pequeño puede resultar extremadamente violento.

Siendo los fenómenos atmosféricos más intensos que se conocen, los tornados se presentan de diferentes tamaños y formas pero generalmente tienen la forma de una nube embudo, cuyo extremo más angosto toca el suelo y suele estar rodeado por una nube de desechos y polvo.

Theodore Fujita, de la Universidad de Chicago en Estados Unidos, creó en 1971 la  primera escala para clasificar los tornados. Desde entonces hasta el 2006, una gran mayoría de países ha venido aplicando esta escala que oscila entre el F0 y el F5.

Posteriormente, en 1972, Terence Meaden, de Bradford-on-Avon, Wiltshire, en el Reino Unido, creó una Escala para medir la Intensidad de los Tornados. Esta escala oscila desde el T0 hasta el T10, representando la velocidad del viento, igual que en la Escala de Beaufort, en la que se ha basado.

Los caza tornados intentan calcular la intensidad de un tornado cuando se encuentran cerca de él, basándose en su valoración de la velocidad de rotación, la cantidad de escombros que lanza al aire, así como su anchura. Sin embargo, los meteorólogos basan sus cifras oficiales en los daños causados después del paso del tornado.

Escala de Intensidad de los Tornados (TORRO).

Esta escala, utilizada en el Reino Unido, clasifica los tornados desde el T0 hasta el T3 como débiles, del T4 al T7 como fuertes y del T8 al T10 como violentos.

La escala permite determinar la velocidad del viento de un tornado en base a diferentes aspectos:

• Comprobando los daños causados por el tornado
• Obteniendo datos técnicos de los daños
• Utilizando el Radar Doppler
• Aplicando un análisis fotogramétrico
• Midiendo directamente los tornados avistados

Esta escala de TORRO puede aplicarse a cualquier tipo de viento con objeto de averiguar si resulta ser un tornado.

Intensidad de TORRO	Descripción del Tornado y Velocidad del Viento	Guía: Descripción de los daños
T0	Tornado leve (62-86 km./h.)	Basura liviana que sube en espiral. Tiendas de campaña seriamente dañadas, losas y tejados sueltos…
T1	Tornado leve (88-115 km./h.)	Plantas pequeñas, sillas, etc. salen volando. Losas, chimeneas, tejados, con mayores daños. Daños leves en árboles y vallas.
T2	Tornado moderado (116-147 km./h.)	Desplazamiento de caravanas. Tejados arrancados y volando, daños considerables en tejados, losas y chimeneas. Árboles pequeños arrancados de raíz, daños en árbol
T3	Tornado fuerte (148-182 km./h.)	Caravanas seriamente dañadas, plantas bajas con daños y/o destruidos. Árboles grandes arrancados
T4	Tornado severo (184-217 km./h.)	Levitación de coches. Tejados arrancados enteros. Numerosos árboles arrancados de raíz
T5	Tornado intenso (219-256 km./h.)	Levitación de vehículos pesados. Mayores daños en casas que con un T4. Las casas antiguas podrían derrumbarse
T6	Tornado moderadamente devastador (257-297 km./h.)	Casas fuertes podrían perder todo su tejado e incluso el muro. Edificios derrumbados
T7	Tornado fuertemente devastador (299-339 km./h.)	Casas de madera completamente demolidas. Algunos muros de piedra derrumbados.
T8	Tornado severo y devastador (340-384 km./h.)	Vehículos desplazados por el aire a gran distancia. Restos de casas dispersadas. Casas de piedra y ladrillo seriamente dañadas
T9	Tornado intenso y devastador (385-430 km./h.)	Edificios con armazón de acero dañados. Trenes desplazados
T10	Super tornado (432-478 km./h.)	Levitación de casas, arrancadas de su estructura. Daños considerables por todas partes

Escala Fujita

La escala Fujita (originalmente Fujita-Pearson) es una escala que se utiliza para medir y clasificar la intensidad de un tornado. Fue elaborada por Tetsuya Fujita y Allan Pearson en 1971, ambos de la Universidad de Chicago. Es una escala adoptada a nivel internacional para medir este tipo de fenómenos severos, aunque en el Reino Unido se utiliza la escala TORRO (o escala T), cuyas intensidades van desde T0 a T10, y que es en realidad una extensión de la famosa escala Beaufort utilizada para la medicion del viento y sus consecuencias.
Pero sin extendernos más sobre estas otras escalas, hay que mencionar que la escala Fujita fue modificada oficialmente por el Servicio Meteorologico de Estados Unidos. Esta mejora fue publicada oficialmente el 2 de Febrero de 2006 y se implementó de forma definitiva el 1 de Enero de 2007.

Escala de interrelación que originó la Escala Fujita

En esta escala Fujita intentaba relacionar otras dos escalas: la Beaufort, de vientos, y la Match, de velocidad. Dividió la diferencia que hay entre Match 1.0 (la velocidad del sonido) y Beaufort 12 (73 mph ó 117 Km/h) en 12 incrementos, y las agrupó en 6 intervalos, dando lugar a una escala de 6 pasos, de F0 a F5, conocida hoy en día como la Escala Fujita.

Esta escala, como se puede comprobar, en realidad tiene 13 pasos diferentes, pero, hasta la fecha todos los tornados registrados están comprendidos en los seis primeros intervalos. Fujita además describió los daños que se podrían observar a posteriori una vez el tornado hubiera pasado por una zona determinada. Y se terminó de confeccionar la escala Fujita

De esta forma, esta escala se basa en la destrucción causada por un tornado en las infraestructuras, tanto artificiales como naturales, y no en el tamaño ni en la velocidad efectivamente medida, ya que desafortunadamente, no sólo es muy difícil encontrarse con un tornado y acercarse a medirlo, si no que es prácticamente imposible medir con precisión la intensidad de sus vientos.  La categorización se hace a posteriori, viendo la destrucción causada. Es decir, se mira antes en la parte derecha de la tabla, en busca de una descripción apropiada de los daños, y luego se infieren los vientos que lo originan.

Escala Fujita, que mide la gravedad de los daños provocados por el tornado.

Escala Fujita mejorada

Después de los diferentes tornados que han asolado los Estados Unidos en los últimos años, así como otros países del planeta, la Escala de Fujita parecía necesitar un pequeño cambio. Un equipo de meteorólogos e ingenieros ha creado una Mejora de la Escala de Clasificación de Tornados de Fujita que se usará en los Estados Unidos a partir de febrero de 2007 y que se conoce como Enhanced F-Scale.

ESCALA DE FUJITA			ESCALA DERIVADA EF		ESCALA EF EN USO
Núm. F	Más veloz 1/4-Km. (km./h.)	Ráfaga  de 3 Segundos (km./h.)	Núm. EF	Ráfaga de 3 Segundos (km./h.)	Núm. EF	Ráfaga de 3 Segundos (km./h.)
0	64-115	72-124	0	104-136	0	104-136
1	116-179	125-187	1	137-174	1	137-176
2	180-251	188-257	2	175-219	2	177-216
3	252-331	258-334	3	220-267	3	217-264
4	332-416	335-417	4	268-318	4	265-320
5	417-508	336-507	5	319-374	5	Superior a 320

Sin embargo, es importante destacar que la Escala Mejorada de Fujita de clasificación de vientos de tornados, es decir, la “ Enhanced F-Scale ” no es de medición sino una estimación de los vientos. Utiliza ráfagas de tres segundos en el lugar de los daños, basándose en un juicio de daños en 8 niveles de una lista de 28 indicaciones. Estas estimaciones varían según la altura y la exposición. Es importante recordar que las ráfagas de 3 segundos no se refieren al mismo viento utilizado en las observaciones de superficie tomadas por las estaciones meteorológicas en exposiciones abiertas, utilizando una medida de velocidad de una milla por minuto.

Los Peores Tornados de Estados Unidos

Tornado triestatal, 1925.

1.- El tornado triestatal (1925) – 695 muertos

Este devastador tornado tuvo lugar el miércoles 18 de marzo de 1925. Es, hasta la fecha, el tornado más mortífero en la historia de Estados Unidos con 695 muertes confirmadas. El tornado recorrió 352 kilómetros, convirtiéndolo en el tornado registrado que más distancia ha recorrido en la historia.

2.- El gran tornado de Natchez (1840) – 317 muertos

Tuvo lugar a orillas del río Mississippi y eso provocó una altísima cifra de fallecidos. Más de la mitad de los 317 muertos estaban en barcos, incluso algunas piezas de estas embarcaciones aparecieron a más de 50 kilómetros de distancia.

3.- El tornado de St. Louis (1896) – 255 muertos

Hasta el tornado de Joplin, en 2011, tuvo el dudoso honor de ser el fenómeno de este tipo que más daños materiales había causado en la historia de EEUU. Además de 255 muertos, arrasó la localidad de Missouri y provocó destrozos por valor de casi 2.500 millones de dólares, después de ajustar la inflación.

4.- El tornado de Tupelo (1936) – 216 muertos

Tuvo lugar sólo un día después del tornado que arrasó Gainesville. Sesgó 200 vidas en apenas unas horas.

Tornados de Tupelo y Gainesville, 1936

5.- El tornado de Gainesville (1936) – 203 muertos

Dos tornados emergieron en esta localidad al noroeste de Atlanta el 6 de abril de 1936, causando 203 muertos.

6.- El tornado de Woodward (1947) – 181 muertos

Es el sexto más mortífero de EEUU: dejó 181 muertos y 970 heridos.

7.- El tornado de Joplin (2011) – 162 muertos

Formó parte de una oleada de tornados que asoló Estados Unidos en mayo de 2011. Los vientos de más de 320 kilómetros por hora arrasaron el 75% de esta ciudad de Missouri provocando 162 muertos, 1.150 heridos y más de 3.000 millones de dólares en daños.

8.- La oleada de tornados de Dixie (1908) – 143 muertos

Hasta 29 tornados en sólo 48 horas recorrieron la región de las Grandes Llanuras. El más mortífero dejó 143 muertos en la localidad de Amite.

Tornado de Flint, Michigan, 1956

9.- Tornado de New Richmond (1899) – 117 muertos

No dejó ni una sola casa de New Richmond en pie. Mató a 117 personas e hirió 125 más.

10.- Flint (1953) – 116 muertos

Además de la fuerza de los vientos, el pánico que provocó este tornado contribuyó a un buen número de accidentes de tráfico que contribuyeron a elevar la cifra de fallecidos hasta 116.

Consúltese:

• Portal “IMN”, disponible en la web: http://www.imn.ac.cr/educacion/tornado.html, consultado el 5 de abril de 2012.
• Portal “Atmósfera”, disponible en la web: http://www.atmosfera.cl/HTML/temas/huracanes/hur2.html, consultado el 5 de abril de 2012.
• Portal “ElClima.com.mx”, disponible en la web: http://www.elclima.com.mx/que_es_un_tornado.htm, consultado el 5 de abril de 2012.
• Portal “Alerta Tierra”, disponible en la web: http://www.alertatierra.com/TorClasifica.htm, consultado el 16 de julio de 2013.
• Portal “TiempoSevero.es”, disponible en la web: http://www.tiemposevero.es/ver-reportaje.php?id=146, consultado el 16 de julio de 2013.
• Portal “Terra.es”, disponible en la web: http://terra.es/personal2/spooky/infotor.htm, consultado el 16 de julio de 2012.
• Portal “Enseñanzas Náuticas”, disponible en la web: http://nauticajonkepa.wordpress.com/2013/05/22/escala-fujita-de-tornados/, consultado el 16 de julio de 2013.
• «Tornado.» Microsoft® Encarta® 2009 [DVD]. Microsoft Corporation, 2008.
• Dinnen, J., Desastres naturales, huracanes y tifones, Editorial Aladdin Books Ltda., pág. 16, España, 1995.
• Fallas S. Juan Carlos y Oviedo, R. Fenómenos Atmosféricos y Cambio Climático. Guía para el Docente. Editorial Jiménez y Tanzi. Costa Rica, 1993.
• Llauge, F., La Meteorología, Editorial Marcombo S. A.,  pág. 128-134, España, 1971-1976.
• National Oceanic and Atmospheric Administration, National Weather Service, Tornadoes…, September 1992.