Conclusiones

La ocurrencia de los vórtices atmosféricos (eolometeoros: tornados y trombas Marinas) está asociada a la circulación cerrada de fluidos atmosféricos en regiones de inestabilidad local, caracterizados por el desplazamiento vertical de las masas de aire, en trayectorias helicoidales ascendentes o descendente. Por lo tanto si la superficie, suelo o agua, es calentada “violentamente” (en el sentido del surgimiento de gradientes de temperatura “superadiabáticos”), vale decir mucho mayores que el gradiente adiabático seco, en lapsos de tiempo pequeños comparados con el tiempo de ajuste térmico de la superficie, el aire sobre la superficie asciende rápidamente sobre las capas de aires más frías de la atmósfera, produciendo una circulación vertical o corriente convectiva.

En condiciones normales el fluido se comporta barotrópicamente, es decir, las isobaras del fluido atmosférico coinciden con las isoesteras o superficies de igual densidad, obteniendo corrientes convectivas de aire en dirección vertical. Sin embargo, en ocasiones un flujo de viento cortante a nivel de la superficie, origina una inestabilidad trasladando porciones de aire paralelo a la superficie, en este caso el fluido adopta el régimen baroclínico, donde las isobaras ya no son paralelas a las isoesteras, y los centros de presión no coinciden con los centros de gravedad del fluido en movimiento, por lo que las fuerzas de presión y de gravedad no son concurrentes en el mismo punto, originando así un torque o torsión en el movimiento del fluido; y la corriente convectiva gira al propio tiempo que asciende, generando un movimiento en espiral y un torbellino sobre la superficie (Figura 1 ).

Para el inicio de una determinada circulación Γ no nula, es decir de una tromba Marina o de un tornado es necesario, que el aire sobre la superficie adquiera un régimen baroclínico. Bien por la presencia de un gradiente de temperatura entre aire circundante y superficie que sea superadiabático (completamente inestable en la jerga meteorológica) y el fluido deje de ser isotérmico, la humedad relativa sea tal que el fluido deje de considerarse incompresible, que la gravedad local no sea uniforme (adversión por relieve).como el caso de los tornados en Norteamérica, o que la velocidad del viento sea orden de un tercio del número de Mach.

Ese movimiento rotacional súbito puede ser causado por los gradientes de presión y temperatura; y se agota cuando el aire frío descendente, disminuye el calor de la superficie que crea la inestabilidad. Al igualarse la temperatura anulan el gradiente térmico y en consecuencia, se equilibran las presiones, cesando el flujo convectivo ascendente, y desaparece el vórtice junto a sus manifestaciones visibles (eolometeoros). Mientras permanezca el vórtice sobre la superficie del fluido, el incremento de giro genera una zona de baja presión al interior del ducto, impulsando el agua o el aire húmedo, en dirección contraria a la gravedad, y produciendo una corriente ascendente de gotitas que se condensan a medida que ascienden en altitud.

Para que existan movimientos ascendentes debe existir una capa donde la advección de vorticidad crezca con la altura, típica de una vaguada en altura. Los máximos de vorticidad en niveles bajos-medios, asociados a la vaguada, generan zonas de advección de vorticidad en su parte delantera, que a su vez producen movimientos ascendentes acoplados. Los ascensos pueden generar caídas de presión en superficie o reforzar a una baja preexistente, donde convergen los vientos.

La evolución temporal del vórtice puede favorecer, o no, al aumento de la vorticidad. Si la corriente de vientos a nivel de la base de la nube cumulunimbus es tal que desplaza horizontalmente la corona descendente (fig. 3 ) se alargara el ducto vorticoso, aumentando la vorticidad como lo prescribe el Teorema de Kelvin. De resultar que el vórtice evoluciona y ocasiona un tornado o si sobre la superficie del mar, una tromba marina. Pero si la corriente de vientos en altura no es suficiente para alargar el ducto, entonces la vorticidad permanecerá constante y desaparecerá rápidamente al equilibrarse la cizalladura, vale decir el ducto permanecerá vertical y el vórtice no culmina en un tornado.