El primer paso para predecir la probable aparición de tornados consiste en identificar las regiones en las que se dan las condiciones favorables para el desarrollo de fuertes tormentas eléctricas. Los ingredientes esenciales para la ocurrencia de tales tormentas son el aire fresco y seco en los niveles medios de la troposfera superpuesto sobre una capa de aire húmedo y condicionalmente inestable cerca de la superficie.

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Desastres naturales: ¿Realidad o ficción?

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Las condiciones que comúnmente conducen al desarrollo de tormentas eléctricas ocurren a lo largo del lado cálido de la línea límite, o frente, que separa el aire frío y seco del aire cálido y húmedo. El grado de inestabilidad presente en la atmósfera se aproxima por los contrastes de temperatura y humedad a través del límite frontal que divide las dos masas de aire. Para que una tormenta genere tornados, deben estar presentes otros factores. El más importante de ellos es un perfil de viento virado (es decir, un cambio progresivo del viento, en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte, en el sentido contrario en el hemisferio sur, con el aumento de la altura) en los niveles bajos y medios, junto con fuertes vientos en los niveles altos. Ambas acciones del viento son necesarias para proporcionar el giro requerido en el aire que eventualmente puede culminar en un tornado. El perfil de vientos de giro puede ser proporcionado por los mismos fuertes contrastes de temperatura que impulsan la tormenta eléctrica, y los vientos de gran altura pueden ser proporcionados por la corriente en chorro, la delgada cinta de aire de alta velocidad que se encuentra en la mitad superior de la troposfera.

Para la generación de un tornado, el giro difuso debe concentrarse en un área pequeña a medida que una tormenta en evolución pasa por varias etapas distintas de desarrollo. La primera aparición de la rotación en una tormenta es causada por la interacción de una fuerte y persistente corriente ascendente con los vientos que soplan a través y alrededor de la tormenta. La rotación se intensifica a medida que aumenta la velocidad del viento y que su dirección vira del sureste al sur y luego hacia el oeste (en el hemisferio norte) con el aumento de la altura a través de la mitad inferior de la troposfera.

Los pronosticadores de Estados Unidos han aprendido a vigilar cuidadosamente el perfil de los vientos en las regiones de inestabilidad y a estimar cómo evolucionarán las temperaturas y los vientos a lo largo de un día, al tiempo que siguen el movimiento y la intensidad de la corriente en chorro. Con la ayuda de los modernos sistemas de observación, como los radares que apuntan verticalmente (llamados perfiladores de viento) y los sistemas de imágenes de los satélites que pueden medir el flujo de vapor de agua a través de la atmósfera terrestre, los pronosticadores pueden normalmente identificar dónde se darán las condiciones favorables para la formación de tornados con una antelación de entre una y siete horas. Esta información se transmite al público en forma de alerta de tornado. Una advertencia de tornado se emite cuando se ha detectado un tornado, ya sea visualmente o en un radar meteorológico.

Una vez que comienzan a formarse tormentas fuertes, las oficinas locales del Servicio Meteorológico Nacional supervisan su desarrollo utilizando imágenes de sensores de satélite y, sobre todo, de radares. Estos permiten a los meteorólogos seguir la evolución de las tormentas y estimar su intensidad. En el pasado, los radares de vigilancia meteorológica sólo proporcionaban información sobre la intensidad de las precipitaciones dentro de las tormentas. Los meteorólogos tenían entonces que deducir el inicio de la rotación dentro de la corriente ascendente de una tormenta a partir de pruebas circunstanciales, como el momento en que la precipitación comenzaba a curvarse alrededor de la corriente ascendente para producir un «eco de gancho», una región de precipitación en forma de gancho que fluye fuera de la tormenta principal y envuelve la corriente ascendente. Estas inferencias eran muy subjetivas y propensas a las falsas alarmas o a los avisos con muy poca antelación. Hoy en día, los modernos radares de vigilancia meteorológica no sólo proporcionan información sobre la intensidad de las precipitaciones de una tormenta, sino que también utilizan el principio Doppler para detectar los vientos dentro de las tormentas. La velocidad del viento se determina a partir de las ondas de radio reflejadas por las gotas de lluvia y otras partículas arrastradas por el viento.

Los radares Doppler pueden medir la rotación en la corriente ascendente y permiten a los pronosticadores observar la formación de un mesociclón (es decir, una región de aire en rotación dentro de una tormenta eléctrica). En el radar Doppler, la presencia de un mesociclón bien organizado está indicada por una pequeña región de cizalladura concentrada en el viento. En un lado del mesociclón los vientos en rotación fluyen hacia el radar; y en el otro, se alejan. En algunos casos, se puede detectar la formación del núcleo del tornado. El núcleo del tornado es una región aproximadamente cilíndrica de menor presión atmosférica que está delimitada por los vientos tangenciales máximos (los vientos más rápidos que circulan alrededor del centro del tornado). La indicación del radar de una intensa rotación concentrada se denomina firma del vórtice del tornado, aunque esta zona no siempre se convierte en un núcleo de tornado. Estas mejoras han permitido a los pronosticadores aumentar los tiempos de alerta al tiempo que se reducen las falsas alarmas.