Los cazadores de huracanes vuelan a través de tormentas extremas para pronosticar su intensidad: esto es lo que sucede cuando el avión se estrella contra la pared del ojo

TheConversation

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A medida que un huracán se intensifica, Los cazadores de huracanes están en el cielo. haciendo algo casi inimaginable:volando por el centro de la tormenta.Con cada paso, los científicos a bordo de estos aviones toman medidas que los satélites no pueden y las envían a los pronosticadores del Centro Nacional de Huracanes.

Jason Dunion, un Meteorólogo de la Universidad de Miami, ha dirigido programas de campo de huracanes para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.Describió la tecnología que utiliza el equipo para medir el comportamiento de los huracanes en tiempo real y la experiencia a bordo de un P-3 Orión mientras atraviesa la pared del ojo de un huracán.

¿Qué sucede a bordo de un cazador de huracanes cuando vuelas hacia una tormenta?

Básicamente, llevaremos un laboratorio volador al corazón del huracán, hasta la categoría 5.Mientras volamos, procesamos datos y los enviamos a pronosticadores y modeladores climáticos.

En el P-3, habitualmente atravesamos el centro de la tormenta, directo al ojo.Imagen un patrón X – Seguimos atravesando la tormenta varias veces durante una misión.Estas podrían ser tormentas en desarrollo o podrían ser de categoría 5.

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En el ojo del huracán Teddy en 2020.El ojo es la parte más tranquila de la tormenta, pero está rodeado por la parte más intensa:la pared del ojo. TenienteComandante.Robert Mitchell/Cuerpo NOAA

Por lo general, volamos a una altitud de alrededor de 10,000 pies, aproximadamente un cuarto del camino entre la superficie del océano y la cima de la tormenta.Queremos atravesar la parte más dura de la tormenta porque estamos tratando de medir los vientos más fuertes para el Centro de Huracanes.

Eso tiene que ser intenso.¿Puedes describir lo que los científicos están experimentando en estos vuelos?

Mi vuelo más intenso fue Dorian en 2019.La tormenta estaba cerca de las Bahamas y intensificándose rápidamente hasta alcanzar una categoría 5 muy fuerte tormenta, con vientos de alrededor de 185 mph.Se sentía como una pluma en el viento.

Cuando atravesábamos la pared ocular de Dorian, todo eran cinturones de seguridad.Puedes perder unos cientos de pies en un par de segundos si tienes una corriente descendente, o puedes alcanzar una corriente ascendente y ganar unos cientos de pies en cuestión de segundos.Es muy parecido a una montaña rusa, sólo que no sabes exactamente cuándo llegará la siguiente subida o bajada.

View of Earth and a large hurricane from a portal on the space station.
Huracán Dorian visto desde la Estación Espacial Internacional. Expedición 60 de la NASA

En un momento, tuvimos fuerzas G de 3 a 4 G.Eso es lo que experiencia de los astronautas durante el lanzamiento de un cohete.También podemos conseguir cero G durante unos segundos, y todo lo que no esté atado saldrá flotando.

Incluso en las partes más duras de la tormenta, los científicos como yo estamos ocupados en las computadoras procesando los datos.Es posible que un técnico en la parte trasera haya lanzado una sonda desde el vientre del avión, y estamos verificando la calidad de los datos y enviándolos a los centros de modelado y al Centro Nacional de Huracanes.

¿Qué estás aprendiendo sobre los huracanes en estos vuelos?

Uno de nuestros objetivos es comprender mejor por qué las tormentas intensificar rápidamente.

La intensificación rápida ocurre cuando una tormenta aumenta su velocidad a 35 mph en solo un día.Eso equivale a pasar de una tormenta de categoría 1 a una tormenta importante de categoría 3 en un corto período de tiempo. ida (2021), dorio (2019) y Miguel (2018) son solo algunos de los huracanes recientes que se intensificaron rápidamente.Cuando eso sucede cerca de tierra, puede tomar a la gente desprevenida y eso se vuelve peligroso rápidamente.

Dado que una rápida intensificación puede ocurrir en un lapso de tiempo realmente corto, tenemos que estar allí con los cazadores de huracanes tomando medidas mientras la tormenta se forma.

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Un cazador de huracanes sobrevuela el huracán Ida en 2021. TenienteComandante.Kevin Doremus/Cuerpo NOAA

Hasta ahora, la rápida intensificación es difícil de predecir.Podríamos empezar a ver que los ingredientes se unen rápidamente:¿Está el océano caliente a gran profundidad?¿El ambiente es agradable y jugoso, con mucha humedad alrededor de la tormenta?¿Los vientos son favorables?También nos fijamos en el núcleo interno:¿Cómo es la estructura de la tormenta? ¿Está empezando a consolidarse?

Los satélites pueden ofrecer a los pronosticadores una visión básica, pero necesitamos llevar a nuestros cazadores de huracanes a la tormenta misma para distinguirlo realmente.

¿Cómo se ve una tormenta cuando se intensifica rápidamente?

A los huracanes les gusta mantenerse erguidos: piense en una peonza.Entonces, una cosa que buscamos es la alineación.

Una tormenta que aún no está completamente formada podría tener una circulación de bajo nivel, a unos pocos kilómetros sobre el océano, que no está alineada con su circulación de nivel medio a 6 o 7 kilómetros de altura.Esa no es una tormenta muy saludable.Pero unas horas más tarde, podríamos regresar a la tormenta y notar que los dos centros están más alineados.Esa es una señal de que podría intensificarse rápidamente.

También miramos el capa límite, el área justo encima del océano.Los huracanes respiran:Atraen aire a niveles bajos, el aire sube rápidamente hacia la pared del ojo y luego sale en la parte superior de la tormenta y se aleja del centro.Por eso tenemos esas enormes corrientes ascendentes en la pared del ojo.

Por lo tanto, podríamos observar los datos de nuestra sonda de caída o del radar Doppler de cola para ver cómo fluyen los vientos en la capa límite.¿Es ese aire realmente húmedo el que se precipita hacia el centro de la tormenta?Si la capa límite es profunda, la tormenta también puede inhalar más.

Sección transversal de un huracán. Servicio Meteorológico Nacional

También nos fijamos en la estructura.Muchas veces la tormenta parece saludable en el satélite, pero llegamos con el radar y la estructura es descuidada o el ojo puede estar lleno de nubes, lo que nos dice que la tormenta no está lista para intensificarse rápidamente.Pero, durante ese vuelo, podríamos empezar a ver que la estructura cambia con bastante rapidez.

El aire que entra, sube y sale (la respiración) es una excelente manera de diagnosticar una tormenta.Si esa respiración parece saludable, puede ser una buena señal de que una tormenta se intensifica.

¿Qué instrumentos utiliza para medir y pronosticar el comportamiento de los huracanes?

Necesitamos instrumentos que no sólo midan la atmósfera sino también el océano.Los vientos pueden dirigir una tormenta o destrozarla, pero el calor y la humedad del océano son su combustible.

Usamos gotas de agua para medir la temperatura, la humedad, la presión y la velocidad del viento, y enviar datos cada 15 pies aproximadamente hasta la superficie del océano.Todos esos datos van al Centro Nacional de Huracanes y a los centros de modelado para que puedan obtener una mejor representación de la atmósfera.

A scientist in a flight suit puts a device into a tube in the bottom of the plane to drop it.
Un técnico de la NOAA despliega un batitermógrafo desechable en el aire. Paul Chang/NOAA

Un P-3 tiene un láser: un CRL, o LiDAR raman rotacional compacto – que puede medir la temperatura, la humedad y los aerosoles desde el avión hasta la superficie del océano.Puede darnos una idea de lo jugosa que es la atmósfera y de lo propicia que es para alimentar una tormenta.La CRL opera continuamente en toda la trayectoria de vuelo, por lo que obtienes esta hermosa cortina debajo del avión que muestra la temperatura y la humedad.

Los aviones también tienen radares doppler de cola, que miden cómo soplan las gotas de humedad en el aire para determinar cómo se comporta el viento.Eso nos da una visión en 3D del campo de viento, como una radiografía de la tormenta.No puedes obtener eso desde un satélite.

También lanzamos sondas oceánicas llamadas AXBT. batitermógrafo desechable para avión – delante de la tormenta.Estas sondas miden la temperatura del agua a varios cientos de pies de profundidad.Por lo general, una temperatura superficial de 26,5 grados Celsius (80 Fahrenheit) o ​​más es favorable para un huracán, pero la profundidad de ese calor también es importante.

Si tiene agua de océano cálida que puede alcanzar 85 F en la superficie, pero a solo 50 pies de profundidad el agua es un poco más fría, el huracán se mezclará con esa agua fría con bastante rapidez y debilitará la tormenta.Pero el agua profunda y cálida como encontramos en los remolinos en el Golfo de México, proporciona energía adicional que puede alimentar una tormenta.

Map showing Ida
La profundidad del calor del océano cuando el huracán Ida se dirigió hacia un límite de remolinos cálidos en agosto de 2019.28, 2021. universidad de miami, CC BY-ND

También estamos probando una nueva tecnología: pequeños drones que podemos lanzar desde el interior de un P-3.Tienen una envergadura de entre 7 y 9 pies y son básicamente una estación meteorológica con alas.

Uno de estos drones colocado en el ojo podría medir los cambios de presión, lo que indica si una tormenta se está volviendo más fuerte.Si pudiéramos colocar un dron en la pared del ojo y ponerlo en órbita allí, podría medir dónde están los vientos más fuertes; ese es otro detalle importante para los pronosticadores.Tampoco tenemos muchas mediciones en la capa límite porque no es un lugar seguro para que vuele un avión.

También apuntó recientemente a las islas de Cabo Verde frente a África.¿Qué estás buscando allí?

Las islas de Cabo Verde se encuentran en el vivero de huracanes del Atlántico.Las plántulas de huracanes provienen de África y estamos tratando de determinar los puntos de inflexión para que estas perturbaciones se conviertan en tormentas.

Más de la mitad de las tormentas con nombre que recibimos en el Atlántico provienen de este vivero, incluidas alrededor del 80% de los grandes huracanes, por lo que es importante, aunque las perturbaciones se produzcan quizás entre siete y diez días antes de que se forme un huracán.

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El P-3 Orion de la NOAA, apodado 'Kermit', se prepara para despegar. TenienteComandante Rannenberg/Cuerpo NOAA

En África, se desarrollan muchas tormentas a lo largo de la frontera sur del desierto del Sahara con las temperaturas más frías y región más húmeda del Sahel en el verano.La diferencia de temperatura puede provocar que se desarrollen ondas en la atmósfera que llamamos ondas tropicales.Algunas de esas ondas tropicales son precursoras de huracanes.Sin embargo, el Capa de aire del Sahara – enormes tormentas de polvo que llegan desde África aproximadamente cada tres o cinco días – puede suprimir un huracán.Estas tormentas alcanzan su punto máximo desde junio hasta mediados de agosto.Después de eso, las perturbaciones tropicales tienen más posibilidades de llegar al Caribe.

En algún momento no muy lejano en el futuro, el Centro Nacional de Huracanes tendrá que hacer un pronóstico de siete días, en lugar de sólo cinco días.Estamos descubriendo cómo mejorar ese pronóstico temprano.

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