Cómo se forman los tornados: cizalladura, corriente giratoria y lo que aún se ignora
La mayoría de los tornados se forma cuando la corriente ascendente de una tormenta empieza a girar y una columna de aire estrecha y de giro violento llega de la nube al suelo. Los vientos que cambian de velocidad o dirección con la altura enrollan el aire en un tubo horizontal invisible, el aire ascendente de la tormenta lo endereza en una corriente ascendente giratoria llamada mesociclón, y el aire cálido y húmedo que la alimenta cerca del suelo puede permitir que se forme un tornado. NOAA dice que los científicos aún no entienden del todo el último paso, y que solo alrededor del 20 % de las tormentas supercélula producen un tornado.
Los tornados son de las tormentas más violentas de la Tierra y de las menos comprendidas. Esta guía sigue paso a paso la receta estándar y luego dice con claridad lo que el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas aún no puede explicar. También cubre cómo se clasifican los tornados, dónde y cuándo ocurren y qué dicen los servicios oficiales, como NOAA y Ready.gov, que hay que hacer cuando se emite un aviso. Es información general; para tu casa, sigue las indicaciones de tu oficina local del Servicio Meteorológico Nacional y de tu servicio de emergencias.
Ideas principales
- Un tornado es una columna de aire estrecha y de giro violento que se extiende de una tormenta al suelo; la receta más conocida es la cizalladura del viento, un tubo de aire enderezado por la corriente ascendente de la tormenta y aire cálido y húmedo que lo alimenta.
- Los tornados más destructivos proceden de supercélulas, pero solo cerca del 20 % de ellas produce uno; casi el 20 % de los tornados viene de líneas de tormentas, y las trombas terrestres y marinas son más débiles.
- Los tornados se clasifican por daños en la escala de Fujita mejorada (EF), de EF0 (105 a 137 km/h) a EF5 (más de 322 km/h); el viento más alto medido en uno fue de 318 mph (unos 512 km/h) en 1999.
- Unos 1 200 tornados golpean Estados Unidos cada año; ocurren en los 50 estados, sobre todo entre las 16 y las 21 horas, y el «Callejón de los Tornados» es un apodo de los medios que puede confundir.
- Un aviso de tornado significa actuar ya: ve a una habitación segura o a un cuarto pequeño, interior y sin ventanas en la planta más baja de un edificio sólido y protégete la cabeza y el cuello; en un coche no hay ninguna opción segura.
La respuesta corta: cizalladura, un tubo inclinado y una corriente giratoria
Empecemos con una tormenta en una atmósfera donde el viento cambia con la altura. NOAA da un ejemplo: a nivel del suelo, frenado por el rozamiento con la superficie, el viento sopla del suroeste a 5 mph (8 km/h), pero a 5 000 pies (unos 1 500 m) sobre el mismo lugar sopla del sureste a 25 mph (40 km/h). Esa diferencia, llamada cizalladura del viento, hace que un tubo de aire invisible empiece a girar horizontalmente, como un rodillo tumbado de lado.
Después, el aire ascendente de la tormenta, su corriente ascendente, inclina ese tubo giratorio de la horizontal a la vertical, de modo que la zona de rotación se extiende por gran parte de la tormenta. Una corriente ascendente giratoria así es la clave de una supercélula, y la circulación giratoria que el radar ve en su interior se llama mesociclón. Cuando la corriente ascendente gira y la alimenta aire cálido y húmedo que entra a nivel del suelo, puede formarse un tornado.
Un tornado es, por tanto, solo una parte minúscula de la energía de una tormenta. NOAA señala que los tornados suponen solo una pequeña fracción de la energía de una tormenta eléctrica, y que lo que los hace peligrosos es que esa energía se concentra en una zona pequeña, quizá de solo cien yardas (unos 90 m) de ancho. Cuando el embudo se hace visible por la condensación de gotas de agua, polvo y escombros, parece un tubo que cuelga de la nube.
Lo que los científicos aún no saben
El Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de NOAA es franco: cómo se forman los tornados no se entiende del todo. ¿Por qué una supercélula produce un tornado y otra tormenta cercana de aspecto igual no? Solo cerca del 20 % de las supercélulas lo hace realmente. Las teorías recientes del programa de investigación VORTEX2 sugieren que, una vez en marcha un mesociclón, el desarrollo del tornado está relacionado con las diferencias de temperatura en el borde del aire descendente que lo envuelve.
Pero los modelos matemáticos indican que un tornado también puede formarse sin esos patrones de temperatura, y cerca de algunos de los tornados más destructivos de la historia, el 3 de mayo de 1999, se observó muy poca variación de temperatura. El papel de las corrientes descendentes y de la distribución de temperatura y humedad en los primeros momentos del tornado, la tornadogénesis, se sigue estudiando, igual que otras fuentes de circulación.
No todos los tornados proceden de supercélulas. Casi el 20 % se asocia con líneas de tormentas fuertes llamadas sistemas convectivos cuasilineales (QLCS), que suelen golpear al final de la noche y a primera hora de la mañana y tienden a ser más débiles y de menor duración. Una tromba terrestre (landspout) es un tornado de embudo estrecho como una cuerda que se forma mientras la nube de tormenta aún crece y no hay corriente ascendente giratoria, así que el giro empieza cerca del suelo. Una tromba marina es parecida, pero sobre el agua. NOAA dice que los daños de estos tipos suelen ser EF2 o menos.
Qué fuerza, qué tamaño y cuánto dura: la escala EF
El viento dentro de un tornado es difícil de medir, porque los tornados fuertes destruyen los instrumentos. Por eso, desde 2007 el Servicio Meteorológico Nacional los clasifica con la escala de Fujita mejorada (EF), que estima la velocidad del viento a partir de los daños. Usa 28 indicadores de daño, como tipos de edificios, estructuras y árboles, cada uno con 8 grados de destrucción. Las categorías y sus ráfagas estimadas de 3 segundos son: EF0, de 65 a 85 mph (105 a 137 km/h); EF1, de 86 a 110 mph (138 a 177 km/h); EF2, de 111 a 135 mph (179 a 217 km/h); EF3, de 136 a 165 mph (219 a 266 km/h); EF4, de 166 a 200 mph (267 a 322 km/h); y EF5, más de 200 mph (más de 322 km/h).
El viento más fuerte medido por un radar Doppler móvil en un tornado fue de 318 mph (unos 512 km/h), por encima del nivel del suelo, el 3 de mayo de 1999 cerca de Bridge Creek y Moore, en Oklahoma. NOAA dice que el daño de un tornado procede de los vientos fuertes y de los escombros que vuelan; la mayor amenaza para las personas es que los escombros las golpeen y el viento las lance. Ya no se cree la antigua idea de que la baja presión hace «explotar» los edificios.
La mayoría de los tornados no dura mucho. NOAA dice que un tornado típico se desplaza a unas 10 a 20 mph (16 a 32 km/h), aunque algunos están casi quietos y otros se mueven a más de 60 mph (unos 100 km/h). El tiempo que pasan en el suelo va de un instante a varias horas, con un promedio de unos cinco minutos.
Dónde y cuándo ocurren los tornados
Unos 1 200 tornados golpean Estados Unidos al año. NOAA advierte de que es solo una estimación, porque los registros oficiales solo datan de 1950 y los métodos de detección y notificación han cambiado. Se han registrado tornados en los 50 estados. También ocurren en Australia, Europa, África, Asia y Sudamérica; dos de las mayores concentraciones fuera de Estados Unidos son Argentina y Bangladés, e incluso Nueva Zelanda notifica unos 20 al año.
«Callejón de los Tornados» es un apodo inventado por los medios para una amplia zona de alta incidencia de tornados en el centro de Estados Unidos, y NOAA dice que la idea puede confundir. La amenaza se desplaza del sureste en los meses frescos a las llanuras del sur y del centro en mayo y junio y a las llanuras del norte y el Medio Oeste a principios del verano, y cada año hay tornados violentos fuera del Callejón.
La temporada alta en las llanuras del sur, como Texas, Oklahoma y Kansas, va de mayo a principios de junio; en la costa del Golfo es antes, en primavera, y en las llanuras del norte es en junio o julio. Pero los tornados pueden golpear en cualquier época del año y a cualquier hora del día o de la noche, aunque la mayoría ocurre entre las 16 y las 21 horas.
Vigilancia, aviso y qué aconsejan los servicios oficiales
Los meteorólogos pueden decir cuándo son propicias las condiciones, pero no exactamente dónde. NOAA explica que los tornados solo se pueden predecir hasta cierto punto: aún no es posible decir con antelación exactamente cuándo y dónde se desarrollará uno, qué fuerza tendrá ni qué trayectoria seguirá. Una vigilancia de tornado significa que las condiciones son favorables, así que hay que estar atento y prepararse. Un aviso de tornado significa que los observadores han informado de un tornado o que el radar lo indica y hay una seria amenaza para la vida: actúa ya y busca un refugio seguro.
Ready.gov enumera las señales de un tornado: una nube giratoria en forma de embudo, una nube de escombros que se acerca o un rugido fuerte como de tren de mercancías. Durante un tornado, ve de inmediato al lugar seguro que hayas identificado: una habitación segura construida según los criterios de FEMA o un refugio contra tormentas construido según las normas ICC 500. La siguiente mejor protección es un cuarto pequeño, interior y sin ventanas, o un sótano, en la planta más baja de un edificio sólido. Protégete cubriéndote la cabeza y el cuello con los brazos y colocando muebles y mantas alrededor o encima de ti; aléjate de ventanas, puertas y paredes exteriores.
En un coche o camioneta, dice Ready.gov, no hay ninguna opción segura, solo otras algo menos peligrosas. Si el tornado es visible, está lejos y el tráfico es ligero, quizá puedas salir de su trayectoria en ángulo recto. Si te sorprenden vientos extremos o escombros, detente lo más rápido y seguro que puedas fuera de los carriles, quédate en el coche con el cinturón puesto, agacha la cabeza por debajo de las ventanillas y cúbrela. Si puedes situarte claramente más abajo que la carretera, sal del coche y échate allí, cubriéndote la cabeza. No te refugies bajo puentes. Suscríbete al sistema de alertas de tu comunidad y aprende el tono de la sirena.
Cómo lo muestra el VJOURNAL SMART BOOK
El capítulo «Huracanes y tornados» del SMART BOOK gratuito «Todo sobre todo», tomo II, en VITON13 SCHOOL tiene cinco momentos breves. Los tres primeros siguen a un huracán, del agua marina cálida al ojo y las cinco categorías. El cuarto, «Dentro de la supercélula», muestra cómo el aire cálido y húmedo se encuentra con vientos cambiantes y endereza un tubo de aire giratorio, y cómo la escala EF clasifica un tornado por el daño que causa; el último muestra cómo se siguen las tormentas y dónde refugiarse. Junto al texto hay una imagen 3D viva que puedes girar con el dedo o el ratón.
Bajo la imagen hay un cuadro de pruebas donde introduces una velocidad del viento y lees la categoría del huracán, una forma rápida de percibir cuánto difiere el viento de unas tormentas a otras. El capítulo termina con tres datos y un test de tres preguntas, y cada cifra procede de las fuentes citadas abajo.
En palabras sencillas
Sujeta un lápiz entre las palmas y desliza una mano hacia delante y la otra hacia atrás: el lápiz gira tumbado. Eso es la cizalladura del viento haciendo girar un tubo de aire cerca del suelo. Ahora imagina una columna de aire cálido que sube en una tormenta y empuja el centro de ese tubo giratorio, poniéndolo de pie como un lápiz sobre su punta. Un tornado es la parte estrecha de esa columna que gira más deprisa cuando llega hasta el suelo.
Pruébalo
Abre el capítulo «Huracanes y tornados» del SMART BOOK «Todo sobre todo», tomo II, lee el momento «Dentro de la supercélula» y anota el rango de velocidad del viento de un tornado EF3.
Resultado esperado
EF3 es de 136 a 165 mph, es decir, de 219 a 266 km/h.
Comprueba tu respuesta: Una inspección de daños halla que un tornado destruyó casas bien construidas, y los expertos estiman su viento en unos 240 km/h (150 mph). ¿Qué categoría EF recibe?
EF3, porque 240 km/h está entre 219 y 266 km/h; la categoría sale del daño, no de un viento medido.
Preguntas y respuestas
¿Cómo se forman los tornados, en pocas palabras?
La mayoría se forma en tormentas supercélula. Los vientos que cambian con la altura crean un tubo horizontal de aire en rotación, la corriente ascendente de la tormenta lo endereza en una columna giratoria, y el aire cálido y húmedo que la alimenta puede dejar que un tornado llegue al suelo. NOAA dice que los científicos no entienden del todo el último paso.
¿Por qué unas tormentas producen tornados y otras no?
Nadie lo sabe con exactitud. NOAA señala que solo cerca del 20 % de las tormentas supercélula producen tornados, y los investigadores estudian el papel de las corrientes descendentes y de las diferencias de temperatura y humedad dentro de la tormenta.
¿Qué diferencia hay entre una vigilancia y un aviso de tornado?
Una vigilancia significa que las condiciones son favorables para tornados y tiempo severo, así que hay que prepararse. Un aviso significa que los observadores han informado de un tornado o que el radar lo indica y hay una seria amenaza para la vida, así que hay que actuar ya y buscar un refugio seguro.
¿Qué fuerza puede alcanzar un tornado?
La escala EF va de EF0 (65 a 85 mph) a EF5 (más de 200 mph, más de 322 km/h) y se asigna por los daños. El viento más fuerte medido por radar Doppler móvil en un tornado fue de 318 mph (unos 512 km/h) en 1999.
¿Dónde ocurren la mayoría de los tornados?
En Estados Unidos, la mayoría está en la parte central del país, pero se han registrado en los 50 estados y en muchas otras partes del mundo, incluidas Australia, Europa, África, Asia y Sudamérica. Fuera de EE. UU., Argentina y Bangladés tienen dos de las mayores concentraciones. NOAA dice que el «Callejón de los Tornados» es un apodo de los medios que puede confundir.
¿Se pueden predecir los tornados?
Solo hasta cierto punto. Los meteorólogos pueden decir cuándo las condiciones favorecen los tornados, pero aún no pueden decir con antelación exactamente cuándo y dónde se formará uno, qué fuerza tendrá ni qué trayectoria seguirá. Los avisos se emiten cuando se informa de un tornado o el radar lo indica.
Los tornados se forman cuando la cizalladura del viento y la corriente ascendente de una tormenta convierten el aire en una columna giratoria que llega al suelo, aunque el último paso no se entiende del todo; se clasifican de EF0 a EF5 por los daños, y un aviso de tornado significa actuar ya: ve a la planta baja de un edificio sólido, a un cuarto interior sin ventanas, y cúbrete la cabeza. Para ver cómo lo explica el capítulo paso a paso, abre el capítulo gratuito «Huracanes y tornados» del VJOURNAL SMART BOOK.
Fuentes y lecturas
- NOAA National Severe Storms Laboratory: Severe Weather 101, Tornado basics ↗Fuentes revisadas:
- NOAA National Severe Storms Laboratory: Types of tornadoes ↗Fuentes revisadas:
- NOAA National Severe Storms Laboratory: Tornado FAQ ↗Fuentes revisadas:
- NOAA National Weather Service: The Enhanced Fujita Scale (EF Scale) ↗Fuentes revisadas:
- Ready.gov: Tornadoes (before, during and after) ↗Fuentes revisadas: