8.4: Ciclones Ondulados (Ciclogénesis)

La naturaleza variable del clima en las latitudes medias se debe en parte a la presencia de latitudes medias o ciclones extratropicales. Apropiadamente llamados "ciclones de olas “, estos sistemas toman la forma de una ola oceánica cuando están completamente desarrollados. Los ciclones de olas pueden crecer a grandes proporciones, casi 1000 millas (1600 km) de ancho. Estas vastas áreas de baja presión nacen a lo largo del frente polar donde el aire polar frío del norte choca con el aire cálido tropical hacia el sur. Al hacerlo, enormes tormentas en espiral se mueven a través de la superficie guiadas por la corriente en chorro frontal polar.

Etapa Inicial - Ciclogénesis

Los ciclones de onda se forman donde predomina la convergencia superficial. Los ciclones a menudo se desarrollan en la región de las células de baja presión subpolares aleutianas e islandesas. Los ciclones de olas también se desarrollan e intensifican en la vertiente este de las Montañas Rocosas, la Costa del Golfo y las costas orientales de América del Norte y Asia.

Figura\(\PageIndex{1}\): El aire choca a lo largo del frente polar

Especialmente durante la primavera y el verano en las latitudes medias de Norteamérica, la alta presión hacia el norte empuja el aire polar frío hacia el sur desde Canadá. Al sur, el aire tropical marítimo corre hacia el norte hacia el aire polar (Figura\(\PageIndex{1}\)) .El frente polar está representado por los símbolos para un frente estacionario (el semicírculo rojo alterno y los triángulos azules). En el lugar donde se encuentran las corrientes de aire opuestas, se crea cizallamiento ciclónico a partir de corrientes de aire opuestas que se deslizan entre sí causando que el aire gire. Puedes demostrar lo que sucede como resultado de la cizalla ciclónica colocando un lápiz entre tus manos. Empuja tu mano derecha lejos de ti (flujo cálido hacia el sur) y dibuja tu mano izquierda hacia ti (flujo frío, norte). (Adelante, prueba esto para ver si tengo razón.) Examina lo que le sucede al lápiz. Si seguiste instrucciones el lápiz debería estar girando en sentido antihorario. Haga clic aquí para obtener más información sobre la etapa inicial del desarrollo del ciclón.

Etapa madura

Figura\(\PageIndex{2}\): Forma de onda abierta del ciclón frontal polar

Una vez que el aire choca y comienza la circulación ciclónica, el aire cálido del sur invade donde alguna vez se ubicó aire frío al norte del frente polar (Figura\(\PageIndex{2}\)). Se desarrolla un frente cálido donde el aire caliente reemplaza al aire frío. La posición de un frente cálido en un mapa meteorológico se representa (en rojo) con una línea que muestra el límite entre las masas de aire y semicírculos que indica la dirección en la que se mueve el frente. Al oeste del centro del sistema en desarrollo, el aire frío se desliza hacia el sur reemplazando el aire caliente en la superficie. Se desarrolla un frente frío (triángulos azules) donde el aire frío reemplaza al aire caliente. Pronto el sistema en desarrollo adquiere la forma de onda característica, de ahí su nombre “ciclón de onda”. La presión más baja se encuentra en el centro o ápice de la ola.

La figura\(\PageIndex{3}\) representa la vista de perfil de la ola abierta a lo largo de una sección transversal justo al sur del centro del sistema. El aire más cálido menos denso se desliza hacia arriba y sobre el aire más frío más denso. La fricción superficial impuesta por el suelo ralentiza el avance del frente en comparación con su posición en lo alto, lo que produce una suave pendiente hacia el frente.

Figura\(\PageIndex{3}\): Vista de perfil a través de un ciclón de latitud media

Etapa Ocluida

Figura\(\PageIndex{4}\): Frente ocluido

Al ser más denso, el aire detrás del frente frío puede “arrasar” el aire más cálido y menos denso fuera del camino. El aire caliente que avanza a lo largo del frente cálido no puede empujar el aire más frío a su paso fuera del camino. En cambio, el aire cálido se eleva de la superficie y se desliza hacia arriba y sobre el aire más frío más denso por delante del frente cálido. Como resultado, hay menos desplazamiento horizontal y el frente cálido se mueve más lento a través de la tierra que un frente frío. Con el tiempo el frente frío se pone al día con el frente cálido y el ciclón comienza a ocluirse (símbolo púrpura en la Figura\(\PageIndex{4}\)). Haga clic aquí para ver el ciclo de vida de un ciclón de onda desde la etapa inicial (ciclogénesis) hasta la etapa ocluida. Enlace aquí a una vista de perfil animada del proceso de oclusión.

Etapa de disolución

El sistema entra en la etapa de disolución después de que se ocluye y el mecanismo de elevación es de corte. Sin la convergencia y elevación, el ciclón se disipa en la atmósfera.

Ciclones de superficie y la corriente en chorro

Por encima del frente polar se encuentra la corriente en chorro del frente polar, una zona de aire que se mueve más rápido en la troposfera superior. La corriente en chorro toma un patrón serpenteante con regiones de aire cada vez más rápido. Dentro de la corriente en chorro hay regiones de convergencia de aire y divergencia.

Figura\(\PageIndex{5}\): Vientos de chorro de chorro y sistemas de superficie

Recordemos que el aire superficial converge y sube en los sistemas de baja presión. Para mantener baja presión en la superficie, el aire ascendente debe divergir en la parte superior. Es esta divergencia de aire superior en la corriente de chorro la que “tira” del aire hacia arriba para ayudar a formar ciclones superficiales. Al hacerlo, los ciclones superficiales tienden a seguir la trayectoria de la corriente en chorro. La figura\(\PageIndex{5}\) muestra la relación entre el flujo de nivel superior y los sistemas de presión superficial. Podemos ver que donde ocurre la convergencia de nivel superior el aire se hunde para promover la alta presión en la superficie. Donde ocurre la divergencia de nivel superior, el aire se extrae de la superficie para ayudar a crear una baja presión cerca del suelo. Los ciclones ondulados se disuelven cuando ya no tienen la divergencia de nivel superior para mantenerlos.