Ramos-Rodríguez, Alejandro1,2; Saldívar-Lucio, Romeo1
1SECIHTI-Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Unidad Académica La Paz, La Paz, B.C.S. México
2Universidad Autónoma de Baja California Sur, Departamento Académico de Ciencias Marinas y Costeras
Introducción
Con el inicio de la temporada de ciclones tropicales en el país, siempre llega una gran cantidad de notas en los medios de difusión y divulgación. Se comienza a hablar del pronóstico de número de eventos, cuantos impactarán y en qué regiones lo harán. Sin dejar de mencionar que comienzan a usar expresiones superlativas, relacionadas a eventos extremos que pudieran ocurrir, empleando términos como “super huracanes”, “huracanes monstruo”, etc. Dichas expresiones no son del todo injustificadas; en la memoria reciente tenemos eventos como Katrina (Atlántico occidental, 2005) en el sur de Estados Unidos; o en Baja California Sur, aún recordamos a Odile (2014), y los estragos que provocó (figura 1). El potencial destructivo de los ciclones hace que los tengamos presentes año con año.
Figura 1. Imagen del ciclón Odile en el océano Pacífico oriental tropical durante septiembre del 2014. Imagen tomada por el sensor MODIS-Aqua de la NASA Imagen tomada de https://lance.modaps.eosdis.nasa.gov.
Vale la pena notar que eventos de esa magnitud no ocurren de forma frecuente cada año; hay temporadas con una actividad reducida, como en el Pacífico oriental en 2024, que tuvo 13 eventos, la menor actividad ciclónica, desde 2011. O bien temporadas como 2023, que por la presencia del evento El Niño en esta misma región, se esperaban hasta 22 tormentas, 11 de las cuales se convertirían en ciclones, con 5 eventos alcanzado categorías 3 a 5. Sin embargo, solo ocurrieron 17 tormentas, con 10 convirtiéndose en ciclón, pero 8 con categoría mayor. Ello genera muchas preguntas: ¿Por qué el número, magnitud y trayectoria de los ciclones son tan difíciles de predecir? ¿solo la temperatura superficial del mar dicta la formación y fuerza de un ciclón? ¿qué papel juega la estructura de la atmósfera? Y de cuestionamiento reciente, el Sol; ¿afecta de alguna manera a los ciclones?, ¿ya sea por medio de la energía que emite periódicamente, como los ciclos solares o por eventos puntuales, tales como las poderosas tormentas solares?, ¿afectan de alguna manera a los ciclones? Para adentrarnos en estas preguntas vamos primero a desmenuzar lo que es un ciclón tropical, cómo se originan y qué se sabe de la influencia solar sobre estos fenómenos.
¿Qué es un ciclón tropical y cómo se origina?
Los llamados ciclones (del griego kyklon, círculos en movimiento), huracanes (del taino hurucan, Dios del mal -también para los mayas significa lo mismo-) o tifones (del chino taifung, gran viento), son tormentas intensas de origen tropical, con vientos sostenidos de al menos 118.4 km h−1 (74 mi h−1 o 64 nudos) y con rachas de viento considerablemente más fuertes, y que, se forman sobre la parte cálida cercana al ecuador de los océanos del mundo (Ahrens y Henson, 2019).
Los ciclones se forman sobre aguas tropicales donde haya vientos débiles, la humedad sea alta, extendiéndose ésta hasta la troposfera, y donde la temperatura del agua superficial del mar se encuentre alrededor de los 26.5°C o mayor (Lutgens y Tarbuck, 2016; Ahrens y Henson, 2018, 2019). Para que una masa de aire húmedo y cálido se desarrolle como un ciclón, los vientos superficiales deben de converger hacia el punto más cálido, además de estar entre los 5 y 20°de latitud. En el hemisferio norte, el aire convergente gira en sentido opuesto a las manecillas del reloj cerca de un área de baja presión superficial, debido a que este tipo de rotación se desarrolla donde la fuerza de Coriolis es cero o muy baja, Además, se requiere que las condiciones en los niveles superiores de la atmósfera sean las apropiadas -sin vientos intensos, por ejemplo- (Ahrens y Henson, 2018, 2019).
Figura 2. a) Corte transveral de un ciclón donde se muestra el movimiento convectivo en las bandas lluviosas y el hundimiento de aire frío hacia el centro del mismo. Se muestra el gradiente de la presión atmósferica en el centro del ciclón (A y B, alta y baja presión respectivamente) y la dirección del viento en las celdas a lo largo del ciclón. b) y c) señalan el cambio en la presión atmosférica y la velocidad del viento en superficie para la misma región mostrada en a). Tomada y modificada de Ahrens y Henson (2019).
Si un ciclón se mantiene sobre aguas cálidas, puede sobrevivir por periodos prolongados. Por ejemplo, el huracán Tina (1992) mantuvo vientos con fuerza ciclónica por 24 días. Los ciclones se debilitan rápidamente cuando comienzan a viajar sobre aguas frías y pierden su fuente de calor. Si el agua por debajo del ojo de la tormenta se enfría 2.5°C, la fuente de la energía de la tormenta se corta y esta se disipa (Lutgens y Tarbuck, 2016; Ahrens y Henson, 2019).
¿La actividad solar influye en la formación de ciclones?
Hay relativamente pocos estudios que señalen una relación directa entre la actividad solar y la actividad ciclónica. Los estudios de Elsner y Kavlakov (2001) y Kavlakov et al. (2008), encuentran una relación en el índice planetario K (Kp), el cual es un índice que señala la intensidad de las tormentas geomagnéticas que derivan de la actividad solar (Bartels, 1957a,b). Dichas tormentas se relacionan con la intensificación de ciclones tropicales en el océano Atlántico. El mecanismo propuesto es que un incremento en las tormentas geomagnéticas lleva a un aumento en la ionización en el límite superior troposférico de formación de los ciclones tropicales, lo que lleva a una mayor condensación y un incremento adicional en el calentamiento en la columna de aire. Otros son los de Elsner y Jagger (2008) y Elsner et al. (2010) los cuales muestran una relación de las manchas solares con las variaciones en la radiación UV que llega del Sol a la Tierra. Al analizar los ciclones del periodo 1944-2006, se propuso que, a mayor número de manchas solares, menor número de ciclones tropicales intensos (Elsner y Jagger, 2008). La explicación a esta aseveración poco intuitiva es que, a mayor actividad solar, la estratosfera inferior y la troposfera superior se calientan mediante la absorción a través del ozono y radiación UV adicional (Elsner et al., 2010). Ello disminuye el potencial de energía convectiva disponible de la atmósfera, provocando que los ciclones sean más débiles.
En dicho sentido, los resultados de las investigaciones mencionadas señalan el potencial del estudio de la relación entre el Sol y los ciclones. Encontrar y cuantificar la relación permitiría mejorar los modelos de predicción y monitoreo en tiempo real. Ello está siendo investigado por el CICESE Unidad Académica La Paz, en el grupo de Oceanografía Tropical y Laboratorio de Sensores Remotos y Vehículos Autónomos No Tripulados (SERVANT), donde los datos históricos de los ciclones en el Pacífico oriental tropical se relacionarán con la actividad solar buscando los mecanismos que los conectan. Esperamos pronto compartir resultados.
Referencias
Ahrens, C. D. y R. Henson. 2018. Essentials of Meteorology: An Invitation to the Atmosphere. Cengage Learning, Inc.
Ahrens, C. D. y R. Henson. 2019. Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. Cengage Learning, Inc.
Bartels, J. 1957a. The geomagnetic measures for the time-variations of solar corpuscular radiation, described for use in correlation studies in other geophysical fields,. Ann. Intern. Geophys., 4:227–236. URL https://www.gfz-potsdam.de/en/section/geomagnetism/ data-products-services/geomagnetic-kp-index
Bartels, J. 1957b. The technique of scaling indices K and Q of geomagnetic activity. Ann. Intern. Geophys., 4:215–226. URL https://www.gfz-potsdam.de/en/section/geomagnetism/data-products-services/geomagnetic-kp-index
Elsner, J. B. y S. Kavlakov. 2001. Hurricane intensity changes associated with geomagnetic variation. Atmospheric Science Letters, 2(1):86–93. ISSN 1530-261X. doi:https://doi.org/10.1006/asle.2001.0040. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1530261X01900404
Elsner, J. B. y T. H. Jagger. 2008. United States and Caribbean tropical cyclone activity related to the solar cycle. Geophysical Research Letters, 35(18). doi: https://doi.org/10.1029/2008GL034431.
Elsner, J. B., T. H. Jagger y R. E. Hodges. 2010. Daily tropical cyclone intensity response to solar ultraviolet radiation. Geophysical Research Letters, 37(9). doi: https://doi.org/10.1029/2010GL043091.
Kavlakov, S., J. B. Elsner y J. Perez-Peraza. 2008. A statistical link between tropical cyclone intensification and major geomagnetic disturbances. Geofísica Internacional, 47(3):207–213. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0016-71692008000300012
Lutgens, F. K. y E. J. Tarbuck. 2016. The atmosphere: an introduction to Meteorology. Pearson Education, Inc.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo recibido por parte de la SECIHTI a través de una beca posdoctoral para la realización de esta investigación.
