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marejada ciclónica

Marejada ciclónica del Mar del Norte el 9 de febrero de 2014, vista desde la playa sur (Südstrand) en Wilhelmshaven, Alemania. Una marejada ciclónica es un fenómeno costero simi...

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Marejada ciclónica del Mar del Norte el 9 de febrero de 2014, vista desde la playa sur (Südstrand) en Wilhelmshaven, Alemania.

Una marejada ciclónica es un fenómeno costero similar a una inundación o tsunami , caracterizado por el aumento del nivel del agua, comúnmente asociado con sistemas meteorológicos de baja presión , como los ciclones tropicales . También se la conoce como inundación por tormenta , marejada ciclónica o marea de tormenta . Se mide como el aumento del nivel del agua por encima del nivel normal de la marea y no incluye las olas. [ 1 ]

El principal factor meteorológico que contribuye a una marejada ciclónica es el viento de alta velocidad que empuja el agua hacia la costa a lo largo de una gran extensión . [ 2 ] Otros factores que afectan la severidad de la marejada ciclónica incluyen la poca profundidad y la orientación del cuerpo de agua en la trayectoria de la tormenta, el momento de las mareas y la caída de la presión atmosférica debido a la tormenta.

A medida que los fenómenos meteorológicos extremos se intensifican y el nivel del mar aumenta debido al cambio climático , se prevé que las marejadas ciclónicas representen un mayor riesgo para las poblaciones costeras. [ 3 ] Las comunidades y los gobiernos pueden adaptarse mediante la construcción de infraestructuras duras, como barreras contra inundaciones , infraestructuras blandas, como dunas costeras o manglares , la mejora de las prácticas de construcción costera y la implementación de estrategias sociales como alertas tempranas, educación y planes de evacuación. [ 3 ]

Mecánica

Al menos cinco procesos pueden estar involucrados en la alteración de los niveles de las mareas durante las tormentas. [ 4 ]

Efecto directo del viento

Baybay Boulevard sufrió una marejada ciclónica durante el tifón Kalmaegi (Tino) el 3 de noviembre de 2025.

Las tensiones del viento provocan un fenómeno conocido como sobreelevación del nivel del agua , que es la tendencia a que los niveles del agua aumenten en la costa a sotavento y disminuyan en la costa a barlovento. Intuitivamente, esto se debe a que la tormenta empuja el agua hacia un lado de la cuenca en la dirección de sus vientos. Los fuertes vientos superficiales provocan corrientes superficiales con un ángulo de 45° con respecto a la dirección del viento, debido a un efecto conocido como espiral de Ekman . Dado que los efectos de la espiral de Ekman se propagan verticalmente a través del agua, el efecto es proporcional a la profundidad. La sobreelevación se dirigirá hacia las bahías de la misma manera que la marea astronómica. [ 4 ]

Efecto de la presión atmosférica

Los efectos de presión de un ciclón tropical provocarán que el nivel del agua en mar abierto aumente en regiones de baja presión atmosférica y disminuya en regiones de alta presión atmosférica. El aumento del nivel del agua contrarrestará la baja presión atmosférica, de modo que la presión total en algún plano bajo la superficie del agua permanezca constante. Se estima que este efecto produce un aumento de 10 mm (0,39 pulgadas) en el nivel del mar por cada milibar (hPa) de descenso en la presión atmosférica. [ 4 ] Por ejemplo, se esperaría que una tormenta importante con un descenso de presión de 100 milibares provoque un aumento del nivel del agua de 1,0 m (3,3 pies) debido al efecto de presión.    

Efecto de la rotación de la Tierra

La rotación de la Tierra provoca el efecto Coriolis , que desvía las corrientes hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Cuando esta desviación acerca las corrientes a la costa, puede amplificar la marejada ciclónica, y cuando las aleja de la costa, la disminuye. [ 4 ]

Efecto de las ondas

El efecto de las olas, si bien es impulsado directamente por el viento, es distinto de las corrientes generadas por el viento durante una tormenta. Un viento fuerte levanta olas grandes y fuertes en la dirección de su movimiento. [ 4 ] Aunque estas olas superficiales transportan muy poco agua en mar abierto, pueden transportar una cantidad significativa cerca de la costa. Cuando las olas rompen en una línea más o menos paralela a la playa, transportan una cantidad considerable de agua hacia la orilla. Al romper, el agua que se mueve hacia la costa tiene un impulso considerable y puede ascender por una playa inclinada hasta una elevación por encima de la línea media de la marea, que puede superar el doble de la altura de la ola antes de romper. [ 5 ]

Efecto de la lluvia

El efecto de la lluvia se experimenta predominantemente en los estuarios . Los huracanes pueden descargar hasta 300 mm (12 pulgadas) de lluvia en 24 horas sobre grandes áreas y mayores densidades de lluvia en áreas localizadas. Como resultado, la escorrentía superficial puede inundar rápidamente arroyos y ríos. Esto puede aumentar el nivel del agua cerca de la cabecera de los estuarios mareales, ya que las aguas impulsadas por la tormenta que llegan desde el océano se encuentran con la lluvia que fluye río abajo hacia el estuario. [ 4 ]   

Profundidad del mar y topografía

Además de los procesos mencionados, la marejada ciclónica y la altura de las olas en la costa también se ven afectadas por el flujo de agua sobre la topografía subyacente, es decir, la forma y la profundidad del fondo marino y la zona costera. Una plataforma estrecha , con aguas profundas relativamente cerca de la costa, tiende a producir una marejada menor pero olas más altas y potentes. Una plataforma ancha, con aguas menos profundas, tiende a producir una marejada ciclónica mayor con olas relativamente más pequeñas. [ 6 ]

Por ejemplo, en Palm Beach , en la costa sureste de Florida , la profundidad del agua alcanza los 91 metros (299 pies) a 3 km (1,9 millas) de la costa y los 180 m (590 pies) a 7 km (4,3 millas) mar adentro. Esto es relativamente empinado y profundo; la marejada ciclónica no es tan grande, pero las olas son más grandes en comparación con la costa oeste de Florida. [ 7 ] Por el contrario, en el lado del Golfo de Florida, el borde de la Meseta de Florida puede estar a más de 160 kilómetros (99 millas) de la costa. La Bahía de Florida , ubicada entre los Cayos de Florida y el continente, es muy poco profunda con profundidades entre 0,3 m (0,98 pies) y 2 m (6,6 pies) . [ 8 ] Estas áreas poco profundas están sujetas a marejadas ciclónicas más altas con olas más pequeñas. Otras áreas poco profundas incluyen gran parte de la costa del Golfo de México y la Bahía de Bengala .            

La diferencia se debe a la cantidad de área de flujo que la marejada ciclónica puede disiparse. En aguas más profundas, hay más área y la marejada puede dispersarse hacia abajo y lejos del huracán. En una plataforma poco profunda y de pendiente suave, la marejada tiene menos espacio para dispersarse y es empujada hacia la costa por las fuerzas del viento del huracán. [ 6 ]

La topografía de la superficie terrestre es otro elemento importante en la extensión de la marejada ciclónica. Las áreas donde el terreno se encuentra a menos de unos pocos metros sobre el nivel del mar corren un riesgo particular de inundación por marejada ciclónica. [ 4 ]

Tamaño de la tormenta

El tamaño de la tormenta también afecta la altura de la marejada ciclónica; esto se debe a que el área de la tormenta no es proporcional a su perímetro. Si una tormenta duplica su diámetro, su perímetro también se duplica, pero su área se cuadruplica. Como hay proporcionalmente menos perímetro para que la marejada se disipe, la altura de la marejada termina siendo mayor. [ 9 ]

Daños causados ​​por la marejada ciclónica del huracán Ike en Gilchrist, Texas, en 2008.

Tormentas extratropicales

Al igual que los ciclones tropicales, los ciclones extratropicales provocan un aumento del nivel del agua en alta mar. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de las marejadas ciclónicas tropicales, los ciclones extratropicales pueden causar niveles de agua más altos en una gran área durante períodos de tiempo más prolongados, dependiendo del sistema. [ 10 ]

En Norteamérica, las marejadas ciclónicas extratropicales pueden ocurrir en las costas del Pacífico y Alaska, y al norte de los 31°N en la costa atlántica. Las costas con hielo marino pueden experimentar un "tsunami de hielo" que causa daños significativos tierra adentro. [ 11 ] Las marejadas ciclónicas extratropicales pueden ocurrir más al sur en la costa del Golfo , principalmente durante el invierno, cuando los ciclones extratropicales afectan la costa, como en la Tormenta del Siglo de 1993. [ 12 ]

Del 9 al 13 de noviembre de 2009, se produjo una importante marejada ciclónica extratropical en la costa este de Estados Unidos, cuando los remanentes del huracán Ida se convirtieron en una tormenta del noreste frente a la costa sureste de Estados Unidos. Durante el evento, los vientos del este estuvieron presentes a lo largo de la periferia norte del centro de baja presión durante varios días, forzando la entrada de agua en lugares como la bahía de Chesapeake . Los niveles de agua aumentaron significativamente y se mantuvieron hasta 2,4 metros (8 pies) por encima de lo normal en numerosos lugares de Chesapeake durante varios días, debido a la continua acumulación de agua dentro del estuario por los vientos provenientes de tierra y las lluvias de agua dulce que desembocaban en la bahía. En muchos lugares, los niveles de agua estuvieron a solo 3 centímetros (0,1 pies) de los récords . [ 13 ]  

Medición de la sobretensión

La marejada ciclónica se puede medir directamente en las estaciones mareográficas costeras como la diferencia entre la marea pronosticada y la subida del agua observada. [ 14 ] Otro método para medir la marejada ciclónica consiste en desplegar transductores de presión a lo largo de la costa justo antes de la aproximación de un ciclón tropical. Esto se probó por primera vez con el huracán Rita en 2005. [ 15 ] Este tipo de sensores se pueden colocar en lugares que quedarán sumergidos y pueden medir con precisión la altura del agua sobre ellos. [ 16 ]

Una vez que la marejada ciclónica ha retrocedido, equipos de topógrafos cartografían las marcas de marea alta (HWM, por sus siglas en inglés) en tierra, mediante un proceso riguroso y detallado que incluye fotografías y descripciones escritas de las marcas. Las HWM indican la ubicación y la elevación de las aguas de inundación provocadas por una tormenta. Al analizar las HWM, si se pueden desglosar los distintos componentes de la altura del agua para identificar la porción atribuible a la marejada, entonces esa marca se clasifica como marejada ciclónica. De lo contrario, se clasifica como marea de tormenta. Las HWM en tierra se referencian a un datum vertical (un sistema de coordenadas de referencia). Durante la evaluación, las HWM se dividen en cuatro categorías según la fiabilidad de la marca; en EE. UU., el Centro Nacional de Huracanes solo utiliza las HWM evaluadas como "excelentes" en el análisis posterior a la tormenta de la marejada. [ 17 ]

Se utilizan dos medidas diferentes para medir la marea de tempestad y la marejada ciclónica. La marea de tempestad se mide utilizando un datum vertical geodésico ( NGVD 29 o NAVD 88 ). Dado que la marejada ciclónica se define como la elevación del agua más allá de lo esperado por el movimiento normal causado por las mareas, se mide utilizando predicciones de marea, bajo el supuesto de que la predicción de marea es bien conocida y varía lentamente en la región sujeta a la marejada. Dado que las mareas son un fenómeno localizado, la marejada ciclónica solo puede medirse en relación con una estación mareográfica cercana. La información de referencia de marea en una estación proporciona una traducción del datum vertical geodésico al nivel medio del mar (NMM) en esa ubicación; luego, restando la predicción de marea se obtiene una altura de marejada por encima de la altura normal del agua. [ 14 ] [ 17 ]

PEGAR

Ejemplo de una carrera SLOSH

El Centro Nacional de Huracanes de EE. UU. pronostica la marejada ciclónica utilizando el modelo SLOSH, que es la abreviatura de Mareas, Lagos y Mareas Terrestres de Huracanes. El modelo tiene una precisión de ±20 por ciento. [ 18 ] Los datos de entrada de SLOSH incluyen la presión central de un ciclón tropical, el tamaño de la tormenta, el movimiento de traslación del ciclón, su trayectoria y los vientos máximos sostenidos. La topografía local, la orientación de bahías y ríos, la profundidad del fondo marino, las mareas astronómicas, así como otras características físicas, se toman en cuenta en una cuadrícula predefinida denominada cuenca SLOSH. Se definen cuencas SLOSH superpuestas para la costa sur y este de los Estados Unidos continentales [ 19 ] Algunas simulaciones de tormentas utilizan más de una cuenca SLOSH; por ejemplo, las ejecuciones del modelo SLOSH del huracán Katrina utilizaron tanto la cuenca del lago Pontchartrain / Nueva Orleans como la cuenca del estrecho de Misisipi , para el impacto en tierra en el norte del Golfo de México. El resultado final de la ejecución del modelo mostrará la envolvente máxima de agua, o MEOW, que ocurrió en cada ubicación.

Para tener en cuenta las incertidumbres de la trayectoria o el pronóstico, normalmente se generan varias ejecuciones del modelo con parámetros de entrada variables para crear un mapa de MOM o Máximo de Máximos. [ 20 ] Para los estudios de evacuación por huracanes, se modela una familia de tormentas con trayectorias representativas para la región, y variando la intensidad, el diámetro del ojo y la velocidad para producir las peores alturas de agua posibles para cualquier ocurrencia de ciclón tropical. Los resultados de estos estudios se generan normalmente a partir de varios miles de ejecuciones de SLOSH. Estos estudios han sido completados por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos , bajo contrato con la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) , para varios estados y están disponibles en su sitio web de Estudios de Evacuación por Huracanes (HES). [ 21 ] Incluyen mapas de condados costeros, sombreados para identificar la categoría mínima de huracán que provocará inundaciones, en cada área del condado. [ 22 ]

Impactos

La marejada ciclónica es responsable de daños materiales significativos y pérdida de vidas como parte de los ciclones. [ 23 ] La marejada ciclónica destruye infraestructura construida, como carreteras, y socava los cimientos y las estructuras de los edificios. [ 1 ]

Las inundaciones inesperadas en estuarios y zonas costeras pueden pillar desprevenidas a las poblaciones, provocando pérdidas de vidas. La marejada ciclónica más mortífera registrada fue la del ciclón Bhola de 1970. [ 24 ]

Además, la marejada ciclónica puede causar o transformar tierras utilizadas por el hombre a través de otros procesos, perjudicando la fertilidad del suelo , aumentando la intrusión de agua salada , dañando el hábitat de la vida silvestre y propagando contaminantes químicos u otros provenientes de almacenamiento humano. [ 1 ]

Mitigación

Aunque los servicios meteorológicos alertan sobre huracanes o tormentas severas, en las zonas donde el riesgo de inundaciones costeras es particularmente alto, existen avisos específicos de marejada ciclónica. Estos se han implementado, por ejemplo, en los Países Bajos , [ 25 ] España , [ 26 ] [ 27 ] Estados Unidos, [ 28 ] [ 29 ] y el Reino Unido . [ 30 ] De igual manera, educar a las comunidades costeras y desarrollar planes de evacuación locales puede reducir el impacto relativo en las personas. [ 31 ]

Un método profiláctico introducido después de la inundación del Mar del Norte de 1953 es la construcción de presas y barreras contra marejadas ciclónicas ( barreras contra inundaciones ). [ 32 ] Son abiertas y permiten el libre paso, pero se cierran cuando la tierra está amenazada por una marejada ciclónica. Las principales barreras contra marejadas ciclónicas son la Oosterscheldekering y la Maeslantkering en los Países Bajos, que forman parte del proyecto Delta Works ; la Barrera del Támesis que protege Londres ; y la Presa de San Petersburgo en Rusia .

Otro desarrollo moderno (en uso en los Países Bajos) es la creación de comunidades residenciales en los bordes de los humedales con estructuras flotantes, sujetas en su posición por pilones verticales. [ 33 ] Estos humedales pueden utilizarse para absorber la escorrentía y las marejadas ciclónicas sin dañar las estructuras, protegiendo al mismo tiempo las construcciones convencionales situadas en zonas bajas algo más elevadas, siempre que los diques impidan la intrusión de marejadas importantes.

Otros métodos de adaptación suave pueden incluir cambiar las estructuras para elevarlas y evitar inundaciones directas, [ 34 ] o aumentar las protecciones naturales como manglares o dunas . [ 35 ]

Para las zonas continentales, la marejada ciclónica representa una mayor amenaza cuando la tormenta golpea la tierra desde el mar, en lugar de cuando se aproxima desde tierra firme. [ 36 ]

Contracorriente de tormenta

El agua también puede ser succionada lejos de la costa antes de una marejada ciclónica. Este fue el caso en la costa occidental de Florida en 2017, justo antes de que el huracán Irma tocara tierra, dejando al descubierto terrenos que normalmente estaban bajo el agua. [ 37 ] Este fenómeno se conoce como marejada ciclónica inversa , [ 38 ] o marejada ciclónica negativa . [ 39 ]

marejadas ciclónicas históricas

Elementos de una marea de tempestad durante la pleamar

La marejada ciclónica más mortífera registrada fue el ciclón Bhola de 1970 , que causó la muerte de hasta 500.000 personas en la zona de la Bahía de Bengala . La costa baja de la Bahía de Bengala es particularmente vulnerable a las marejadas causadas por ciclones tropicales. [ 40 ] La marejada ciclónica más mortífera del siglo XXI fue causada por el ciclón Nargis , que causó la muerte de más de 138.000 personas en Myanmar en mayo de 2008. La siguiente más mortífera de este siglo fue causada por el tifón Haiyan (Yolanda), que causó la muerte de más de 6.000 personas en el centro de Filipinas en 2013. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] y provocó pérdidas económicas estimadas en 14.000 millones de dólares (USD). [ 44 ]

El huracán de Galveston de 1900 , un huracán de categoría 4 que azotó Galveston, Texas , provocó una marejada ciclónica devastadora; entre 6.000 y 12.000 personas murieron, convirtiéndose en el desastre natural más mortífero que jamás haya azotado Estados Unidos. [ 45 ]

La marea de tormenta más alta registrada en los relatos históricos fue producida por el ciclón Mahina de 1899 , estimada en casi 13,41 metros (44 pies) en Bathurst Bay , Australia , pero una investigación publicada en 2000 concluyó que la mayor parte de esto probablemente fue oleaje debido a la pronunciada topografía costera. [ 46 ] Sin embargo, gran parte de esta marejada ciclónica probablemente se debió a la intensidad extrema de Mahina, ya que el modelo informático requirió una intensidad de 880 milibares (26 inHg) (la misma intensidad que la presión más baja registrada de la tormenta) para producir la marejada ciclónica registrada. [ 47 ] En los Estados Unidos, una de las mayores marejadas ciclónicas registradas fue generada por el huracán Katrina el 29 de agosto de 2005, que produjo una marejada ciclónica máxima de más de 8,53 metros (28 pies) en el sur de Mississippi , con una altura de marejada ciclónica de 8,47 metros (27,8 pies) en Pass Christian . [ 48 ] [ 49 ] Otra marejada ciclónica récord ocurrió en esta misma área por el huracán Camille en 1969, con una marea de tormenta de 7,50 metros (24,6 pies) , también en Pass Christian. [ 50 ] Una marejada ciclónica de 4,27 metros (14 pies) ocurrió en la ciudad de Nueva York durante el huracán Sandy en octubre de 2012. [ 51 ]      

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 "Descripción general de la marejada ciclónica" . nhc.noaa.gov . Archivado del original el 25 de mayo de 2011. Consultado el 8 de noviembre de 2023 .
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  5. ↑ Granthem 1953
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