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jueves, 22 de agosto de 2019

Tornados en méxico limitaciones y retos para su predicción

Por Hiram Abif Meza Landero*

Los tornados son fenómenos que surgen a partir de tormentas severas y a su vez son los fenómenos meteorológicos más extremos que pueden registrarse sobre la faz de la tierra. La energía liberada por un tornado en su máxima categoría puede ser equivalente a 600 veces la energía liberada por una bomba atómica como la lanzada sobre Hiroshima, Japón en 1945. Estos fenómenos se registran a lo largo del globo terrestre, con mayor incidencia sobre las grandes planicies de los Estados Unidos de Norte América. La zona más afectada por tornados es llamada (El gran corredor de los tornados) y se extiende desde el centro de Texas hasta el sur de Dakota del Sur. En esta zona se registran los tornados más intensos en el mundo.

En México se encuentran registros de tornados que datan de la época prehispánica, siendo más comunes de lo que se cree (Macías-Medrano, 2016), al grado de que han llegado a registrarse un máximo de 28 tornados solo en 2014 (León-Cruz, 2019). La región más impactada en el país por estos fenómenos es la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM), cuya característica principal es su escarpada y compleja orografía (León-Cruz et al. 2019). Otra característica importante es que en esa zona se encuentran las ciudades más densamente pobladas del país (Fig. 1) (León-Cruz, 2019), por lo que el entendimiento profundo de estos fenómenos extremos es de vital importancia para la mitigación de los riesgos asociados.

Figura 1: Densidad de tornados en México (León-Cruz, 2019)
Un tornado puede definirse como una violenta columna de aire giratorio en contacto con el suelo y muchas veces (aunque no todas las veces) visible en forma de nube embudo (Glickman, 2000) (Fig. 2).
Figura 2: Imagen de un tornado supercelular (por Karl Hircock)
Existen varias formas de clasificar los tornados, pero la más usada es la denominada Escala de Fujita Mejorada (Fujita, 1971), que clasifica a los tornados en cinco categorías dependiendo de la velocidad de sus vientos y de la severidad de sus daños (Tabla 1). Aunque, a grandes rasgos existe una manera más simplista de clasificarlos en dos grandes grupos dependiendo de la magnitud del sistema que los genera, los supercelda y los no supercelda.
Tabla 1: Escala de Fujita Mejorada (Fujita, 1971)
Los tornados supercelda (Fig. 2) dependen de la formación de un intenso sistema de tormentas que se extiende por decenas a cientos de kilómetros en la horizontal (mezociclón), debido a su extensión este tipo de sistemas comienzan ser influenciados por la rotación de la Tierra (Fuerza aparente de Coriolis que únicamente cambia la dirección de los cuerpos, pero no su magnitud ni sentido), por lo que rota, generando condiciones favorables para la generación de vórtices (Markowski & Richardson, 2009).

En el caso de los tornados no supercelda (Fig. 3) están asociados a una corriente descendente producida por una tormenta no supercelda, es decir, de extensiones de kilómetros a pocas decenas de kilómetros en la horizontal y a la intensificación de la componente vertical del giro (vorticidad vertical). Para la formación de este tipo de tornados es necesario que existan magnitudes de viento muy variables en los primeros tres kilómetros de altura (valores altos de cizalladura o cortante del viento) a través de una zona de convergencia de viento (Lee & Wilhelmson 1997).

Figura 3: Tornado ocurrido en Fresnillo, Zac. el 6 de agosto de 2019 (Tomada por Imagen Zacatecas)
Usualmente los tornados más intensos son los supercelda, estos producen graves daños cuantificados anualmente en los Estados Unidos de Norteamérica. Pese a esto, los tornados no supercelda suelen ser igualmente desastrosos debido a su rápido desarrollo, corta duración y la básicamente nula capacidad de los sensores e instrumentos meteorológicos para detectarlos, por lo cual es prácticamente imposible de pronosticar su ocurrencia.

Los eventos de tornados supercelda son relativamente menos complicados de identificar, aunque es necesaria una excelente infraestructura de sensores para poder realizar una predicción (con algunos minutos de anticipación), para ello los radares meteorológicos son de fundamental importancia (Fig. 4).
Figura 4: Supercelda tornádica aproximándose a Birmingham, AL, 27 de abril de 2011. Por Kathryn Prociv en Tornado education

A pesar de la complejidad en la predicción de los tornados no supercelda, los avances han sido notables en los últimos años, esto principalmente a la mejora sustancial de los modelos de predicción numérica del tiempo a escala regional. El intento de predecir la ocurrencia de tornados se ha convertido en un gran reto para el quehacer científico en nuestro país ya que los modelos numéricos que usualmente son utilizados para pronosticar el tiempo atmosférico son adecuados para resolver fenómenos de escalas más grandes del movimiento atmosférico (fenómenos de ~ 1 km en la horizontal), pero no así fenómenos que pueden considerarse de microescala, como lo son los tornados no supercelda.

Debido a que la microescala es un campo imposible de modelar explícitamente en la práctica, a causa de la complejidad y variabilidad de los fenómenos que en ella ocurren, la mayoría de los esfuerzos se centran en modificar condiciones y variables dentro de los modelos de escala regional disponibles para adaptarlos a fin de resolver escalas más pequeñas del movimiento atmosférico. Los principales esfuerzos se centran en asimilar datos de uso de suelo y topografía con resolución más refinada para poder escalar los cálculos de su máxima resolución por defecto ~1 km a 250 m.

Otra propuesta que va encaminada al pronóstico de ocurrencia de tornados, entre otras aplicaciones, es el acoplar modelos idealizados (no se resuelven a partir de datos reales y no tienen un emplazamiento en el mundo real) que son capaces de resolver remolinos relativamente pequeños presentes en la turbulencia, con modelos para condiciones reales de mayor escala. Con la contribución de ambos modelos, se espera que la representación de fenómenos de microescala tenga una mejoría significativa.

Pese a los esfuerzos realizados para la mejora en la representación física de los eventos tornádicos, se tienen limitaciones adicionales que guardan relación con la zona de mayor incidencia de tornados en México, la FVTM que es una zona con orografía escarpada y altamente compleja. En ese tipo de regiones, los modelos numéricos tienen dificultades para simular los campos de viento adecuadamente, esto debido a que el terreno no es resuelto adecuadamente por el modelo y es necesario utilizar argumentos estadísticos dentro del propio modelo para tratar de minimizar los errores. Otra dificultad es la necesidad de una gran cantidad de recursos computacionales (supercómputo) para poder ejecutar experimentos a tan alta resolución espacial.

En cuanto a la estadística de ocurrencia de tornados, se tiene una clara tendencia al aumento con el paso del tiempo, aunque es muy complicado derivar un motivo absoluto, es habitual que se responsabilice al Cambio Climático Global de este tipo de tendencias, aunque aseverar esta postura sería equívoco, ya que hay que considerar factores como que en el pasado no existían las herramientas tecnológicas con las que se cuenta hoy en día. Actualmente cualquier persona con un teléfono móvil en las manos, es capaz de documentar un evento de tornado y en tan solo unos segundos cargar una foto o un vídeo a una red social, por lo que la documentación de los eventos ha tenido una mejoría destacable en años recientes. El separar la contribución de ambos casos en el aumento de tornados documentados en años recientes es bastante complejo, por no decir casi imposible de manera objetiva.

En nuestro país, debido a la escasez de infraestructura en instrumentación meteorológica (principalmente radares), es imposible obtener datos de los eventos de tornado de manera directa. Por esta razón, la documentación de dichos eventos se realiza a partir de reportes apoyados mediante evidencia fotográfica y/o vídeo a través de redes sociales, aunque pueden registrarse ciertas ambigüedades, a la fecha es el método más efectivo ante la ausencia de datos medidos por sensores remotos.

Aunado a lo anterior se tiene un rezago importante en cuanto a la postura operativa que mantenía el país respecto al tema. Y es que, en el pasado, durante varios años la institución oficial encargada de la meteorología, climatología y recursos hídricos superficiales en México, negaba la existencia de estos fenómenos, principalmente por la ausencia de datos observados producto del rezago en infraestructura mencionado anteriormente.
Lo anterior derivó en la omisión de los gobiernos hacia el problema, ignorando las repercusiones que un fenómeno de las características de un tornado puede tener en la población. Para que los gobiernos tomaran en cuenta los tornados, tuvo que suceder un evento que afectó gravemente a la población de Ciudad Acuña, Coahuila (Fig. 5), en mayo de 2015, donde (según los medios de comunicación nacionales) se registraron al menos 100 viviendas con pérdidas totales, 200 lesionados, 13 personas fallecieron de forma directa y una indirecta, dando como saldo un total de 14 muertos. Por los daños producidos éste tornado obtuvo la categoría 3 en la Escala de Fujita Mejorada.
Figura 5: Daños ocasionados por untornado F3 en Ciudad Acuña (Fotografía de "El País")

Para la mitigación de riesgos asociados a tornados, es necesaria la colaboración entre los centros de investigación científica que realizan investigación en meteorología y los organismos gubernamentales, quienes son los encargados de tomar decisiones y emitir alertas oportunas a la población civil. La primera fase en la Gestión Integral de Riesgo de Desastres debe ser el profundo entendimiento de la fenomenología de los peligros naturales, que solamente se logra mediante el análisis e investigación de las condiciones físicas de eventos pasados para así poder tener parámetros adecuados a fin de tratar de predecir lo que ocurrirá en el futuro. Posteriormente viene la estructuración de planes de alertamiento adecuados, donde se involucra a los tomadores de decisiones e instancias gubernamentales calificadas para después, con argumentos sólidos poder capacitar a la población en cómo responder ante alerta temprana y todo lo que conlleva el marco social y jurídico aplicable.

Actualmente en México y en gran parte del mundo, nos encontramos en la primera etapa, tratar de entender de manera profunda los tornados, realizando investigación que permita reproducir su estructura y temporalidad, aunque con las limitaciones que nos impone el déficit tecnológico. Serán necesarios varios años de investigación y la formación de recursos humanos especialistas en el tema para poder obtener un resultado útil para la sociedad.


Referencias:


Fujita, T. (1971). Proposed characterization of tornadoes and hurricanes by area and intensity. NASA.

Glickman TS (2000) Glossary of meteorology, 2d edn. American Meteorological Society, USA

Lee BD, Wilhelmson RB (1997a) The numerical simulation of non-supercell tornadogenesis. Part I: initiation and evolution of pretornadic misocyclone circulations along a dry outflow boundary. J Atmos Sci 54(1):32–60

León-Cruz, J. (2019). Análisis de las condiciones meteorológicas de mesoescala en la incidencia de tornados en México. Maestría. División de Geociencias Aplicadas, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, San Luis Potosí, México.

León-Cruz, J., Carbajal, N., & Pineda-Martínez, L. (2019). The role of complex terrain in the generation of tornadoes in the west of Mexico. Natural Hazards, 97(1), 335-353. doi: 10.1007/s11069-019-03647-8

Macias-Medrano, J. (2016). Vulnerabilidad social en la Ciudad de México frente a tornados. Revista Mexicana De Sociología, 2, 257-284.

Markowski PM, Richardson YP (2009) Tornadogenesis: our current understanding, forecasting considerations, and questions to guide future research. Atmos Res 93(1):3 10

https://www.imagenzac.com.mx/nota/168732-Esta+fue+la+causa+del+tornado+de+Fresnil  (Consultada el 21/08/2019)

https://elpais.com/internacional/2015/05/25/actualidad/1432570431_527349.html  (Consultada el 21/08/2019)

https://www.ustornadoes.com/2013/02/14/understanding-basic-tornadic-radar-signatures/  (Consultada el 21/08/2019)

https://twitter.com/hashtag/supercelda  (Consultada el 21/08/2019)





*Licenciado en Ciencias Atmosféricas por la Universidad Veracruzana
Candidato a maestro en ciencias (Geociencias Aplicadas), Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT).
TwitterⓇ: @TornadosMexico


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