Tornados: la ciencia detrás de la destrucción

La forma en que se generan los tornados y la manera en que finalizan no se comprende completamente. Sin embargo, los científicos que investigan esos misterios y buscan mejorar los sistemas de alerta han identificado factores de riesgos clave.

Un tornado es una columna de aire que gira violentamente y se extiende entre la superficie de la Tierra y una nube, generalmente una nube cumulonimbus. La mayoría de los tornados duran menos de diez minutos, dice Harold Brooks, un meteorólogo de investigación del Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (NSSL) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA ) en Norman, Oklahoma.

Los tornados grandes usualmente duran más tiempo, alrededor de 30 minutos, agrega Brooks. Los tornados más poderosos tienen velocidades de viento de más de 300 millas (483 kilómetros) por hora, lo que puede arrancar edificios de sus cimientos. Pueden tener más de dos millas (3,2 kilómetros) de ancho y pueden girar a través del suelo por docenas de kilómetros.

Los tornados más comunes tienen velocidades de viento de menos de 110 millas (177 kilómetros) por hora, tienen aproximadamente 250 pies (76 metros) de ancho y viajan solo unas pocos kilómetros antes de disiparse.

Los tornados matan a un promedio de 60 personas al año en los EE. UU., principalmente porque vuelan o caen escombros, informa la NOAA. (Ver " Interactivo: Fuerzas de la naturaleza". La mitad de esas muertes son causadas por el uno por ciento más fuerte de las tormentas más violentas, dice Brooks.

Cómo se forman los tornados

Los tornados más intensos emergen de lo que se llaman tormentas eléctricas superceldas. Para que se forme una tormenta de este tipo, primero "necesitas los ingredientes para que se forme una tormenta eléctrica regular", dice Brooks.

Esos ingredientes incluyen humedad tibia cerca de la superficie y aire relativamente frío y seco arriba. "El aire caliente será flotante y, como un globo de aire caliente, se elevará", dice Brooks.

Una supercelda (o supercélula) requiere más: vientos que aumentan en fuerza y cambian de dirección con la altura. "Entonces la corriente ascendente tiende a rotar, y eso hace una supercelda", explica Brooks.

La supercelda se agita en el aire y, en aproximadamente el 30 por ciento de los casos, conduce a la formación de un tornado debajo de ella. Esto sucede cuando el aire que desciende de la supercelda causa una rotación cerca del suelo.

Incluso entonces, "todavía no sabemos por qué algunas tormentas eléctricas crean tornados mientras que otras no", dijo el cazador de tornados Tim Samaras a principios de 2013. Samaras fue un científico y becario de National Geographic que fue asesinado por un tornado el 31 de mayo de 2013, en El Reno, Oklahoma. 

Brooks dice que los científicos creen que los cambios fuertes en los vientos en el primer kilómetro de la atmósfera y la alta humedad relativa son importantes para la formación de tornados. Agrega que también debe haber una corriente descendente en la parte correcta de la tormenta.

La formación de tornados también requiere una situación de "Ricitos de oro", en la que el aire debe estar frío pero no demasiado frío. Debería ser unos grados más fríos que el aire circundante, dice Brooks.

Y agrega: "No entendemos cómo mueren los tornados: con el tiempo, el aire se vuelve demasiado frío y ahoga la entrada de aire nuevo en la tormenta, pero desconocemos los detalles".

Dónde y cuándo golpean los tornados

Se han observado tornados en todos los continentes excepto en la Antártida. Han sido los más documentados en América del Norte, donde aproximadamente 1.200 golpean a los Estados Unidos por año, pero frecuentemente aparecen en muchos otros países.

La región más notoriamente afectada en los Estados Unidos, llamada "Tornado Alley", incluye los estados de Great Plains de Kansas, Nebraska y Dakotas, así como partes de Texas. Los patrones climáticos a gran escala tienden a converger en esa área, lo que hace que los tornados sean más probables.

Aún así, el estado que recibe el mayor número de tornados por kilómetro cuadrado es Florida, según la Sociedad Meteorológica Americana. Indiana, Illinois, Iowa y Louisiana también tienen muchos tornados por kilómetro cuadrado.

Los tornados pueden ocurrir a cualquier hora del día y en cualquier momento del año, aunque son más comunes en la primavera, especialmente durante mayo y junio en América del Norte.

En muchos países, incluidos los Estados Unidos, Canadá y Europa continental, la intensidad de los tornados a menudo se mide por la escala de Fujita o la escala de Fujita mejorada actualizada. Un tornado F0 o EF0 daña los árboles pero las estructuras sustanciales quedan ilesas. Un tornado en la categoría más fuerte, F5 o EF5, destruye edificios.

Dado que medir las velocidades del viento dentro de un tornado es extremadamente difícil, los científicos generalmente se basan en los daños para estimar las velocidades.

La dificultad para pronosticarlos

Los tornados son mucho más difíciles de pronosticar que los huracanes, que son tormentas más grandes que duran mucho más. Según la NOAA, el tiempo promedio entre una advertencia de tornado y la llegada de una tormenta es de aproximadamente 13 minutos. (Una advertencia de tornado significa que se ha visto un tornado, mientras que una alerta de tornado significa que uno es posible).

El proyecto de investigación Warn-on-Forecast del National Severe Weather Laboratory tiene como objetivo mejorar el pronóstico, aunque el trabajo es desafiante, dice Brooks.

El proyecto utiliza un potente software para procesar datos sobre temperaturas, humedad y otras variables atmosféricas. A veces el sistema "hace pronósticos realmente buenos, y otras veces no", dice Brooks.

A medida que las computadoras se hacen más rápidas y los datos mejoran, la precisión puede aumentar, sugiere. Mientras tanto, una mejor comprensión de la atmósfera también ayudará junto con otros esfuerzos, como la planificación de parques eólicos o la colocación de paneles solares.

Brooks añade: "No está completamente claro si al aumentar el tiempo del [pronósticos] de tornados beneficia al público en general, porque no estamos seguros de cómo responderá la gente a esa información". Muchas personas ignoran los relojes actuales de tornados, por ejemplo, pensando que la amenaza es poco probable.

Pero, dice Brooks, "es probable que haya audiencias por ahí que puedan aprovecharlo, como los gerentes de emergencias y las poblaciones vulnerables que pueden tardar mucho tiempo en prepararse".

Predecir el camino de un tornado a través del paisaje también puede ser un desafío. Brooks dice que los tornados tienden a seguir el movimiento general de la tormenta con la que están asociados, pero la ruta puede ser errática.

Este artículo se publicó originalmente el 28 de abril de 2014 y se actualizó el 21 de mayo de 2019.