Estructuras de radar: Eco en Gancho (Hook)

En entradas anteriores explicamos cómo funciona el radar y cómo las formas que tienen los ecos de reflectividad nos pueden dar pistas de qué estructuras se están formando en la atmósfera. Distinguir estructuras en las imágenes de radar a veces entraña una gran dificultad y se requiere de un ojo experimentado, un entrenamiento visual y análisis que se adquiere tras el paso de años.

En Meteoclim, nuestros predictores siempre tienen un ojo puesto en el radar, y en nuestro nowcasting, para poder localizar tormentas y sus estructuras. En esta nueva entrada del blog os hablaremos de una estructura especialmente característica para distinguir o prever fenómenos extremos.

El Eco en Gancho y su relación con las Supercélulas

A diferencia de las tormentas ordinarias, las supercélulas se caracterizan por una corriente ascendente giratoria
que recibe el nombre de mesociclón. Típicamente, en las imágenes de reflectividad del radar en la primera elevación el mesociclón se identifica por la presencia de un «eco en forma de gancho» (Hook). Este gancho encierra una región de eco débil donde el aire se eleva en la corriente ascendente.

La presencia de un eco en forma de gancho sugiere una tormenta supercelular. Las supercélulas aumentan las probabilidades de que produzcan uno de los cuatro peligros de la convección severa: vientos dañinos o destructivos, granizo de gran tamaño, precipitación intensa capaz de provocar crecidas repentinas y tornados.

En las imágenes radar de velocidad en la primera elevación, el mesociclón se identifica como una pareja de centros de velocidad de rotación.

Diagrama conceptual del aspecto de un eco en gancho en imágenes de velocidad (izquierda) y reflectividad (derecha)
radar en el hemisferio norte. Fuente: módulos COMET.

Esta estructura de eco, se forma cuando la precipitación desciende desde los niveles altos, detrás de la corriente ascendente principal de la tormenta. A menudo, esto sugiere la existencia de una fuerte corriente ascendente en rotación en la tormenta.

Una sección horizontal en una imagen radar muestra un apéndice en forma de gancho en el flanco derecho, con relación al sentido de desplazamiento. La zona de reflectividad máxima está junto a una zona de ecos débiles, e incluso sin ecos, que corresponde a la zona de ascendencias más fuertes. En sección vertical, las reflectividades también muestran una estructura con forma de gancho, con una zona de ecos débiles (BWER, de sus siglas en inglés) rodeado por dos áreas de ecos fuertes: una de ellas está “colgante”, no llega al suelo, y la segunda está asociada a las precipitaciones más intensas, y a menudo contiene granizo.

Señal de eco de radar en la que se muestra el Eco en gancho. Fuente: módulos COMET.

Modelo conceptual

Pese a que el eco en forma de gancho es una señal de reflectividad del radar muy investigada, su mecanismo de formación sigue siendo objeto de estudio. En sus investigaciones pioneras, Fujita (1958) formuló la hipótesis de que el eco en forma de gancho se formaba por la advección de la precipitación en torno a la corriente ascendente en rotación de la supercélula, pero los estudios más recientes han mostrado que el mecanismo de formación no es tan simple. Los hidrometeoros caen en relación con el aire que los rodea, de modo que debe existir alguna relación entre el eco en forma de gancho y las cortinas de precipitación descendentes (Byko et al., 2009). Una teoría reciente postula la existencia de un núcleo de reflectividad descendente en la parte trasera de la región de eco débil (Rasmussen et al., 2006). La precipitación descendente ocurre en el lado trasero de la corriente ascendente y podría presentarse como una «extensión» en niveles bajos de una región de eco débil acotada (Les Lemon, comunicación personal, 2010). Está difundida la idea de que la precipitación descendente interactúa con el mesociclón de la tormenta de modo que desciende a lo largo de un arco.

Reflectividad del radar de Badgeries Creek (Nueva Gales del Sur), Australia, a las 0500 UTC del 3 de noviembre de 2000 y una imagen conceptual de la posición del eco en forma de gancho. Fuente: módulos COMET.

Severidad

Un eco en forma de gancho persistente es representativo de una tormenta severa. Además la evolución temporal de la curvatura del eco también es determinante.

Los barridos del radar con alta resolución temporal muestran que algunos ecos en gancho pueden completar parte o más de una vuelta completa alrededor del mesociclón de niveles bajos, lo cual es indicativo de una rotación en niveles bajos más intensa cerca de una zona de precipitaciones activas.

La consideración de todos estos aspectos ayuda a determinar en términos generales si la señal es significativa. Es una de las pocas señales que pueden llevar directamente a emitir un aviso de tormenta severa, debido a su estrecha relación con las tormentas supercelulares. En general, la información del radar nunca debe usarse de manera aislada y siempre se debe considerar junto con la información sobre el entorno cerca de la tormenta y cualquier otro dato que esté disponible.

Posibles dificultades en la teledetección

La proximidad de otras tormentas cercanas puede afectar a la señal de eco del radar. La lejanía de la tormenta desde el radar puede afectar a la señal de dos maneras. Una es que los píxeles a distancias lejanas cubren más espacio, se pierde resolución y dificulta la detección de estructuras.

La otra forma que puede afectar es que el haz pasa por encima de la señal de los niveles bajos. Si el eco en forma de gancho está en la parte alejada de la tormenta y el haz del radar debe atravesar un núcleo considerable antes de alcanzarlo, la señal puede atenuarse.

Pixelado de imagen reflectividad radar en función de la distancia. Fuente: módulos COMET

Esto impone ciertas limitaciones a la hora de examinar los fenómenos atmosféricos en lugares más alejados del radar. En particular, es posible que no se puedan observar algunas estructuras pequeñas, aunque importantes. Por ejemplo, en la figura anterior (imagen derecha) vemos que el radar ha capturado la tormenta cerca de la estación (en la izquierda) con mucho detalle, especialmente el eco en forma de gancho. La tormenta a la derecha es parecida, pero los píxeles más grandes no nos permiten identificar las estructuras con el mismo grado de precisión.

Errores de identificación

Es fácil equivocarse en la identificación de estas señales, muchas tormentas generan un eco con forma de «cola» o «estela» que se puede interpretar fácilmente como un eco en forma de gancho en desarrollo.

Un error habitual es la posición incorrecta respecto de la tormenta: la manera más sencilla de confirmar si un apéndice de reflectividad puede, en efecto, ser un eco en forma de gancho consiste en fijarse en la posición del eco. El eco en forma de gancho debe estar situado en el mismo lugar que la corriente ascendente y la rotación, normalmente en niveles bajos, o al menos debe estar asociado con la rotación en niveles medios. Las tormentas pueden producir apéndices de reflectividad por muchos motivos, como ocurre, por ejemplo, cuando una tormenta multicelular se halla en proximidad de una línea «de flanqueo» que comprende cúmulos en desarrollo o núcleos de corrientes ascendentes.

Otro error que se puede cometer es por elevación de barrido incorrecta: el eco en forma de gancho es fundamentalmente una señal de niveles bajos, de modo que no se debería detectar únicamente en elevaciones altas.

Señal de gancho en niveles bajos en el flanco sur de una tormenta. Se trata de una señal falsa, porque la corriente ascendente y el tope de la tormenta se encuentran en el lado norte de la tormenta. Fuente: módulos COMET.

Casos en nuestro país

Y os estaréis preguntando… ¿Se han llegado a detectar estas estructuras en España? ¿Los cambios que está experimentando nuestra atmósfera hace que las supercélulas sean más proclives en estas latitudes?

Las respuestas las tendréis en una de nuestras próximas entradas. Continuará…

Referencias

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