Foro de Meteorología en Venezuela

[The Chaser]

Abro este topic para discutir distintos aspectos relacionados con las trombas marinas. Conseguí una descripción bastante ilustrativa que permite aclarar varias dudas con respecto a estos fenómenos. También les recomiendo que lean el artículo Trombas Marinas de la spainsevereweather http://www.spainsevereweather.com/ver-reportaje.php?id=98


TROMBA MARINA

Realizado por: Dr. Omar G. Lizano R. y Lic. Luis Fdo. Alvarado
Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR)
Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)
Universidad de Costa Rica

DEFINICION

Aunque la definición popular de una tromba marina es la de un tornado sobre el agua, científicamente el asunto es más complicado. A pesar de que ambos fenómenos poseen una estructura similar, el proceso de formación y las consecuencias son diferentes en ambos casos.

Por lo tanto se puede definir una tromba marina (“waterspout” en inglés) como un remolino de aire rotando violentamente sobre un gran cuerpo de agua (mar, lago o un gran río), el cual se forma entre la base de una nube de tormenta (cumulonimbo) y el mar. A menudo (no siempre) es visible como un embudo.

Aunque no las vemos por encontrarnos en tierra, las trombas son fenómenos frecuentes en los océanos tropicales. El embudo se forma porque el aire que rota dentro de la tromba se enfría por expansión produciendo la condensación del vapor de agua.

CARACTERISTICAS


A pesar de la gran fuente de humedad y la poca fricción, las trombas son menos definidas y considerablemente menos destructivas que los tornados.
La tromba varía en altitud desde 50 m hasta 2 km.
Presentan un ciclo de vida relativamente corto, de 2 a 20 minutos, aunque la mayoría dura menos de 10 minutos.
En longitud miden desde 10 a 100 m (un tornado tiene un tamaño de 100 a 300 m).
Pueden desarrollar vientos de 70 a 300 km/h (un tornado presenta vientos de 140 a 500 km/h) con velocidades de desplazamiento de 20 a 30 km/h.
Por lo general ocurren entre los meses de mayo y octubre, cuando las aguas del mar están en los niveles más calientes del año.
El periodo del día más probable que se formen es entre 4 y 7 pm, con un máximo secundario entre 11 am y 1 pm.
La tromba se disipa usualmente cuando la lluvia empieza a caer desde la nube, esto por cuanto el aire frío advectado por la lluvia, corta el abastecimiento de aire húmedo y caliente que necesita la tromba para continuar viva.
Sólo un 30% de las trombas vienen acompañadas por tormentas.
Existe la creencia extendida de que una tromba marina aspira agua del mar o del lago sobre el que ocurre. De hecho, aparte de la pequeña zona de succión en la base del chorro, la composición de la manga no es agua líquida, sino que es el resultado de la condensación causada por el enfriamiento del bajonazo de presión en el interior de la masa de aire rotatoria.
Las trombas marinas pueden producirse aisladamente o en grupos. Cuando se han formado por completo, tienden a describir una trayectoria curva durante unos 15 minutos, hasta que el aire frío entra gradualmente en la manga y hace que se disipe en poco tiempo

FORMACION

La formación de una tromba no es totalmente idéntica a la de un tornado, en todo caso el origen de ambos es un tipo de nube conocida como cumuliforme.

Los ingredientes básicos necesarios previos a la formación de una tromba son:

Convergencia o choque de vientos de distinta dirección.
Los vientos son débiles y variables, con una cortante vertical también muy débil.
Aguas más cálidas y alto contenido de humedad en las capas bajas de la atmósfera.
Presiones atmosféricas entre 1010 hPa y 1015 hPa.
Una corriente de aire frío en la atmósfera moviéndose sobre las aguas calientes y húmedas, resultando en una gran diferencia térmica y una fuerte inestabilidad.
Las trombas marinas se clasifican en tornádicas o no tornádicas. Las tornádicas se forman por el mismo mecanismo que los tornados en tierra, y son poco frecuentes.

Las no tornádicas, de menor intensidad, parece ser que se deben a una capa de aire supercalentada que produce corrientes que rotan y ascienden desde el agua a la base de la nube.

La primera señal previo a la formación de una tromba, es el aspecto amenazante que toma la nube cumuliforme, cuya base se torna plana y negra. Posteriormente se forma un anillo o mancha oscura en el mar.

Obviamente las trombas son muy peligrosas, pues pueden volcar y dañar barcos, capaces de causar daños cuantiosos a la propiedad cuando pasan a la tierra.
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez

[The Chaser]

Extraje esta información de un ensayo escrito por Doswell cuando tenga un chance lo traduzco.

There is a special name for a tornado moving over the water: a waterspout. Why do we not have special names for tornadoes moving over sand (sandspout?), or asphalt (tarmacnado?), or mobile homes (manufacturnado?), or eucalyptus trees (gumswirl?)? Is it a waterspout if the water is fresh water rather than sea water? Does it become a waterspout if it moves over a lake? What about a pond? How about encountering a swimming pool or perhaps a puddle? How big does a body of water have to be to create a waterspout from a tornado? What about when crossing a river? A creek? A dry streambed? Would this last example be a "dry waterspout"? I am engaging deliberately in reductio ad adsurdum here because I do not believe there is any scientific distinction of consequence between a waterspout and a tornado!

In the new Glossary, in fact, the definition of a waterspout is now:

Waterspout -- 1. In general, a tornado over a body of water. 2. In its most common form, a nonsupercell tornado over water.

For years, people believed that waterspouts were a distinctly different phenomenon, uniquely associated with tropical and subtropical convection that might not even qualify as cumulonimbus clouds. Of course, some "authorities" knew of the annoying problem of supercells over water; recognition of this produced the abominable term: "tornadic waterspout." Of late, it has been observed that phenomena quite comparable to waterspouts arise over the land, leading to another dubious term (that I have used!): "landspout" (by analogy, a "waterspoutic tornado"?). In my opinion, all these terms refer to the same phenomenon: an intense vortex associated with deep moist convection. Thus, I must quibble with the standard definition for its exclusion of convective vortices that happen with clouds not meeting the criteria to be cumulonimbi (e.g., those without glaciation at the cloud top).

I am proposing the following definition:

Tornado -- A vortex extending upward from the surface at least as far as cloud base (with that cloud base associated with deep moist convection), that is intense enough at the surface to do damage should be considered a tornado.

This is without regard to

* the underlying surface,
* the existence/non-existence of a condensation cloud from cloud base to the surface,
* the depth of the moist convective cloud,
* the presence/absence of ice in the upper reaches of the convective cloud,
* the occurrence/non-occurrence of lightning within the convective cloud, or even
* the intensity of the phenomenon beyond some lower threshold.
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez

[Piedemonte]

Muy interesante The Chaser. La verdad es que no sabía de algunas cosas que colocaste.
El imaginario popular habla de que en ocasiones las trombas marinas llevan peces u otros animales marinos. Es el caso de la famosa inundación de noviembre de 1.942 en la población de El Cobre en el Edo. Táchira que dejó varios muertos y destrucción en es pueblo agrícola casi paramero y de precipitación no muy abundante. En todo caso creo que hay algunos fenómenos de caída de animales del cielo documentados.
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Temporada de lluvias

[The Chaser]

Una vez en televisión vi esta clase de tecnología en donde se generan tornados para la producción de energía y casualmente encontré una página web en donde se explica el proceso.

Atmospheric Vortex Engine

Cuando el calor es transportado hacia lo alto de la atmósfera, hay un potencial para producir energía mecánica. Se propone un medio para poner en marcha un vortice del tipo tornado y de concentrar la energía mecánica generada de manera que ella pueda ser capturada. La existencia de tornados demuestra que la energía solar recibida a baja intensidad puede producir energía mecánica de alta concentración. Debería ser posible de aprender a controlar un proceso natural.

Un motor de vortice atmosférico es una maquina para producir y controlar un vortice del tipo tornado. La maquina consiste de una pared cilíndrica abierta por el tope con entradas tangenciales en la parte inferior. El vortice se pone en marcha el calentar el aire en el interior del cilindro bien sea con carburante o con vapor. Una vez puesto en operación, el calor es suministrado por medio de una torre de enfriamiento (calentamiento del aire, en este caso) periférico situada al exterior de la pared cilíndrica. La fuente continua de calor puede bien ser el calor desechado por un proceso industrial, bien el calor contenido dentro del agua de un mar cálido, o bien el calor que ya se encuentra en el aire húmedo de la capa mas baja de la atmósfera.

Una central AVE (Atmospheric Vortex Engine) podría alcanzar una potencia eléctrica de 200 MW; la pared cilíndrica puede llegar a tener una altura de 100 m y un diámetro de 400 m. El vortice tendría un diámetro de 50 m en su base, el cual aumentaría progresivamente, y una altura de 20 km. La intensidad del vortice se controla al limitar la cantidad de aire que entra a la pared cilíndrica mediante amortiguadores situadas en frente los deflectores. El vortice puede ser parado al limitársele el flujo de aire caliente a través de deflectores de orientación directa, y al dejar pasar una corriente de aire no calendado a través de otros deflectores orientados para dirigir la circulación en el sentido contrario. La energía eléctrica se produce en las turbinas axiales situadas entre las entradas exteriores de aire y los deflectores. La presión en la parte baja del vortice es menor que la presión ambiental, debido a que la densidad del aire que asciende es menor que la del aire del entorno. La presión en el interior de las torres de enfriamiento es menor que la presión del entorno debido a que el aire que sale de las mismas entra la base del vortice. El principio termodinámico del AVE es el mismo que el de la chimenea solar. En lugar de construir una chimenea material, esta es reemplazada por la fuerza centrifuga y el colector de calor es reemplazado bien por la capa de aire mas baja de la atmósfera o bien por el agua de un mar calido.

El flujo de calor por convección en la parte baja de la atmósfera es de alrededor de 150 W/m2, una sexta parte de este calor puede ser transformado en energía mecánica al ser transportada hacia lo alto. El rendimiento trabajo-calor esta alrededor de un 15% debida que el calor se recibe a una temperatura de +15 °C y sale a una temperatura de -15 °C. Baja estas condiciones, el trabajo que podría se generado en la atmósfera es de unos 25 W/m2. El potencial energético es por tanto 12000 TW (25 W/m2 x (510 x 1012 m2)) mientras que la energía producida por el hombre no es más de 2 TW. Por lo que es una energía equivalente a 6000 veces aquella producida por el hombre. La energía producida por un gran huracán puede exceder la energía producida por la humanidad durante todo un año.

Para capturar la máxima de la energía disponible, la expansión se debe hacer bajo equilibrio mecánico lo cual no es fácil. Se requiere de un conducto que permita que el trabajo de expansión sea transmitido por la base y se requiere de una turbina. Sin uno ni el otro, el trabajo que habría podido ser producido se pierde y se transforma en calor en lugar de trabajo.

Los científicos que estudian los fenómenos atmosféricos llaman al trabajo producido por kilogramo de aire que se eleva: CAPE (Convective Available Potencial Energy - Energía Potencial Convectiva Disponible, EPCD). Durante los periodos de insolación, cuando hay conveccion, el EPCD típicamente seria de unos 1500 J/kg., lo cual es equivalente a la energía que puede ser producida al bajar un kilogramo de agua 150 m. Se propone que un vortice puede transferir esta energía mecánica a la base de la atmósfera donde será posible capturarla.

El Proceso AVE (Motor Atmosférico de Vortice) podría producir grande cantidades de energía duradera, reduciría el recalentamiento producido por los gases de efecto invernadero y a reasumir los objetivos que se pretenden lograr con el protocolo de Kyoto. Existe mucha renuencia para tratar de controlar un proceso tan violento como lo es un tornado, sin embargo, un tornado bien controlado podría reducir la inestabilidad atmosférica y lograr disminuir, no aumentar, los riesgos. Un pequeño tornado bien anclado adjunto a una central bien fortificada no representa ningún peligro a la misma. La planta o proceso AVE podría captar la energía perdida por falta de un proceso que logre equilibrio mecánico, mientras no se limita a la energía capturada de los vientos que soplan horizontalmente al usar turbinas convencionales.

Se estima que seria posible, en condiciones atmosférica ideales, de demostrar la viabilidad de producir un vortice que se mantenga sin aporte de calor sobre una instalación de 30 m. de diámetro. Aprender a controlar los grandes torbellinos o vortices será un gran desafió y un proyecto de ingeniería de gran envergadura. Se requiere de un consenso sobre la viabilidad y mucha cooperación entre científicos que estudian los fenómenos ambientales y los ingenieros. Habrá muchas dificultades que superar, no obstante, estas no serán mayores que las ya encontradas al desarrollar otros grandes proyectos. El motor de vortice atmosférico podrá convertirse en una fuente importante para la generación de electricidad. El costo de la electricidad producida deberá ser muy inferior al de otras alternativas, ya que no se requiere ni de carburante ni de colector.





Más información http://vortexengine.ca/Espanol2.shtml

Esta presentación tiene unas fotos muy buenas de como serías los generadores http://vortexengine.ca/PPP/AVE_Basic_Introduction_1.pdf
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez

[lmmeteo]

Las ondas de gravedad generan tornados

Un investigador de la NASA, veterano de los pronósticos del tiempo, ha desarrollado un modelo para investigar la interacción de las ondas de gravedad con las tormentas severas.

Marzo 19, 2008: ¿Sabía que existe un nuevo tipo de alimento para el desayuno que ayuda a los meteorólogos a predecir tormentas severas? En el sur de Estados Unidos lo llaman "GrITs". (N. del T.: En este juego de palabras, la autora se refiere a los "grits": alimento hecho con harina de maíz, un plato típico de esa región.)

GrITs es la sigla en inglés de Gravity wave Interactions with Tornadoes o Interacción de Ondas de Gravedad con Tornados. "Es un modelo por computadora que desarrollé para estudiar cómo interactúan las ondas de gravedad atmosféricas con las tormentas de gran intensidad", dice el investigador en meteorología Tim Coleman, del Centro Nacional de Ciencias Espaciales y Tecnología (National Space Science and Technology Center, en idioma inglés), en Huntsville, Alabama.

Según Coleman, las interacciones entre las ondas y las tormentas son muy importantes. Si una onda de gravedad golpea a una tormenta en rotación, puede ocasionalmente hacerla girar más rápido, convirtiéndola de este modo en un tornado.

Información ampliada:
http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2008/19mar_grits.htm?list363117
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