Los tsunamis meteorológicos

En la naturaleza existen varios tipos de movimientos que provocan multitud de fenómenos ondulatorios que se amplifican, dando lugar a diversas manifestaciones que pueden llegar a repercutir seriamente en los bienes materiales y personales de las personas. El más conocido de ellos y el más peligroso de estos fenómenos es el tsunami, una respuesta del océano en forma de una ola gigantesca ante un terremoto submarino.

Sin embargo, existen otro tipo de ondulaciones que no tienen un origen sísmico, sino atmosférico. Estamos hablando de los tsunamis meteorológicos o meteotsunamis. En esta nueva entrada os explicamos en qué consisten y cuáles son los mecanismos físicos principales que actúan.

La manifestación de la onda

Imaginemos que estamos en la playa tan tranquilamente, observando el mar y nuestro entorno. De repente, notamos algo extraño en el comportamiento del mar, algo ha cambiado pero no sabemos exactamente qué es. Confusos, intentamos analizar qué está ocurriendo o qué es lo que ha cambiado con respecto a los últimos minutos, hasta que por fin lo notamos: ¡el agua del mar se ha retirado!

Durante unos minutos, intentamos analizar lo ocurrido. ¿Qué puede haber pasado? Mientras intentamos buscar una explicación a este hecho, notamos cómo el agua del mar comienza a avanzar de manera constante pero sin frenarse. En unos momentos, vemos cómo el agua ha avanzado hasta nuestras toallas y sombrillas, dejando todo hecho un cisco.

El testimonio anterior nos podría haber llevado a pensar que hemos sido afectados por un tsunami, aunque de características muchísimo menos destructivas de lo que imaginamos. Este tipo de efectos menores son típicos de los meteotsunamis y ocurren en muchas regiones del mundo. En el Mediterráneo existen varias acepciones: rissagas o seixes en España, šćiga en el Mar Adriático o marrubio en Sicilia. Además de esta manifestación que hemos explicado de manera hipotética, existe una prueba física que explica este suceso: un cambio brusco de presión atmosférica de manera oscilante.

Figura 1: manifestación física de los meteotsunamis en varias regiones del Mediterráneo: a) Ciutadella, España, b) Vela Luka y Ploce , Croacia y c) Ninfa y Lampedusa, en Italia. Los recuadros superiores representan la variación de presión con respecto a la presión normal (1013 hPa), mientras que los recuadros inferiores representan la variación del nivel del mar en cm. Extraído de S. Montserrat et. al. (2015).

En la figura 1 se puede apreciar que al registrarse variaciones de presión se registran de manera prácticamente simultánea, variaciones en el nivel del mar. Esta es la manifestación directa del meteotsunami. Si las variaciones de presión son muy grandes, pueden llegar a producirse grandes variaciones del nivel del mar, provocando efectos diversos pero potencialmente peligrosos, como el arrastre y destrucción de embarcaciones.

Photographs taken during the strong rissaga event of 15 June 2006 at Ciutadella Harbour. (a) After the sudden first negative wave (∼−4 m), most of the boats broke free from their moorings and were left high and dry on the harbour bottom. (b) A few minutes later, the water re-entered the harbour and the boats were freely dragged by the current. (c) and (d) More than 40 boats were severely damaged.
Figura 2: rissaga destructiva en el puerto de Ciutadella, Menorca, el 15 de junio de 2006. El paso de una tormenta provocó un súbito ascenso de presión atmosférica (¡5 hPa en sólo 10 min.! medido en Palma). Desafortunadamente, no existía ningún barómetro en el puerto de Ciutadella para medir la presión. a) El agua se retiró ~4 m, rompiendo los amarres y dejando todas las embarcaciones expuestas. b) c) y d): el agua del mar penetró en el puerto de manera brusca, arrastrando todas las embarcaciones. Extraído de Montserrat et. al (2006).

En la figura 2 se muestra en forma de fotografías la evolución de una de las rissagas más espectaculares y destructivas de los últimos años. Se produció con el paso de una tormenta que provocó un súbito aumento de la presión. La perturbación atmosférica en forma de presión viajó aproximadamente a la misma velocidad que viajan las olas de gran amplitud en mar abierto. Los mecanismos de resonancia interna y externa provocaron que la amplitud de las olas marítimas aumentara de unos pocos centímetros ¡¡a más de 4 metros!!. En el siguiente apartado os explicamos los mecanismos físicos con más detalle.

La física detrás de los meteotsunamis

Para que se produzca un meteotsunami, tienen que darse una serie de factores atmosféricos y geográficos. Empecemos por mencionar los factores atmosféricos necesarios:

  • Presencia de una capa de aire estable y cálido en los primeros 3000 m. de altura.
  • Fuerte cizalladura del viento en dirección paralela la orientación de la playa o puerto.
  • Presencia de una capa de aire inestable en altura (> 3000 m)

La figura 3 muestra el proceso de generación de un meteotsunami:

Figura 3: proceso de generación de un meteotsunami con representación gráfica de los factores atmosféricos que intervienen. Extraído de Montserrat et. al (2015)

En la figura 3 se explica de manera gráfica el proceso físico por el cual se produce el meteotsunami. Supongamos en primer lugar una capa atmosférica estable, cálida y seca con un viento que va aumentando de intensidad con la altura. A una determinada altura, se dan condiciones de inestabilidad y en la región que limita estas zonas estable e inestable se generan ondas de presión, que van viajando a una determinada velocidad.

La condiciones atmosféricas hacen que la onda se propague hacia la superficie del mar, provocando un cierto desnivel en la superficie de éste. Si la onda de presión viaja aproximadamente a la misma velocidad que viajan las ondas más largas que se producen en el mar, se produce un fenómeno de resonancia, conocido como resonancia de Proudman, en el cual la onda marítima (olas largas) ve incrementada su amplitud.

Ahora bien, si la onda mantiene sus propiedades (velocidad y amplitud) y se acerca al puerto, se producirá otro fenómeno de resonancia, llamada amplificación en plataforma: la pendiente creciente del fondo del puerto amplifica la onda marítima, haciendo que crezca en amplitud.

Por último, justo antes de llegar al puerto, si se mantienen las condiciones, se produce otro efecto de resonancia, llamada resonancia del puerto, en el que finalmente, la ola gana mucha más amplitud, provocando un gran efecto de marea local que puede llegar a ser destructivo. Una perturbación de la presión de unos 3 hPa podría llegar a traducirse en una oscilación del mar de hasta 3 m. !

Los factores geográficos para que un meteotsunami se pueda manifestar son los siguientes:

  • La orientación del puerto: para que el efecto de marea que provoca el meteotsunami sea apreciable, el puerto o playa debe estar orientado en la misma dirección en la que viaja la onda de presión y el viento en altura.
  • La profundidad de las aguas del puerto: la velocidad de propagación de las ondas marítimas depende de la profundidad de las aguas del puerto. Si el puerto es poco profundo, la velocidad de propagación será menor de manera que las condiciones atmosféricas tendrán que cumplir otros requisitos para que se produzca meteotsunami.
  • El período de oscilación propio del puerto: cada puerto o playa tiene su propio período de oscilación, que es el tiempo que tardan las olas en ir y venir. Los efectos del meteotsunami pueden ser muy diversos en función de esta característica propia del puerto o playa.

El puerto de Ciutadella, Menorca

Este puerto situado en la parte occidental de la isla de Menorca, Baleares, tiene una serie de particularidades que lo convierte en un auténtico laboratorio de meteotsunamis. Los isleños llaman a este fenómeno rissaga pero los efectos son exactamente los mismo que tendría un meteotsunami.

Mapa del occidente de Menorca, con zoom en Ciutadella. El puerto es muy largo y con orientación al suroeste. Este último factor es clave en este laboratorio de meteotsunamis. Fuente: IGN y Smartweather

Las rissagas pueden darse en cualquier época del año, pero son mucho más comunes en verano. En esta estación del año son comunes las irrupciones de aire frío en altura en la Península Ibérica. Sin embargo, las Baleares y Menorca quedan al margen de estas situaciones que provocan las típicas tormentas de verano en la Península. Sin embargo, a pesar de quedar al margen, es muy común que en Menorca se produzcan irrupciones de aire cálido y seco con viento fuerte del suroeste. Esta característica meteorológica se fusiona con las características del puerto, el cual tiene la misma orientación. El aire cálido africano, al viajar en dirección al puerto es inestable en capas altas y tiende a generar ondas de presión que suelen acabar en meteotsunamis. Algunos de ellos pasan completamente desapercibidos, pero algunos otros se llegan a notar.

Referencias

  • Montserrat, S., Vilibic, I., & Rabinovich, A. (2006). Meteotsunamis: atmospherically induced destructive ocean waves in the tsunami frequency band. Natural Hazards anda Earth System Science, 1035-1051.
  • Šepic, J., Vilibic, I., Rabinovich, A. B., & Monserrat, S. (2015). Widespread tsunami-like waves of 23-27 June in the Mediterranean and Black Seas generated by high-altitude atmospheric forcing. Nature.
  • Núñez, J.A (2017). Ascensos bruscos del nivel del mar en playas del litoral mediterráneo. Publicación de AME asociación en colaboración con AEMET C. Valenciana


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