Núcleo frío bajo

Un ciclón de núcleo frío , también conocido como baja presión en niveles superiores o ciclón de núcleo frío , es un ciclón en altura que presenta una masa de aire frío asociada a gran altitud dentro de la troposfera terrestre , sin una estructura frontal . Se trata de un sistema de baja presión que se intensifica con la altura en función de la relación del viento térmico . Si se forma una circulación superficial débil como respuesta a este fenómeno en latitudes subtropicales del Pacífico nororiental o del norte del océano Índico , se denomina ciclón subtropical . La nubosidad y las precipitaciones asociadas a estos sistemas se producen principalmente durante el día.

Fenómenos meteorológicos severos , como tornados , pueden ocurrir cerca del centro de las bajas presiones de núcleo frío. Estas bajas presiones pueden contribuir a la formación de ciclones con importantes repercusiones meteorológicas , como las bajas presiones polares y los vórtices de Kármán . Las bajas presiones frías pueden provocar directamente el desarrollo de ciclones tropicales, debido a la masa de aire frío en altura que generan o al actuar como canales de salida adicionales que favorecen su desarrollo.

Los ciclones fríos son más fuertes en altura que en la superficie terrestre, o más fuertes en áreas de la troposfera con presiones más bajas, según la relación del viento térmico y la ecuación hipsométrica . La ecuación hipsométrica dicta que las atmósferas más frías tienen menos espacio entre superficies de presión, lo que corresponde al concepto de menor espesor atmosférico, y la relación del viento térmico indica que en esta situación, el viento aumenta con la altura. ^{[ 1 ] [ 2 ] : 59, 384–385} También significa que una masa aislada de aire frío en altura está asociada con la característica. Debido a su centro frío, el centro muestra un área de espesor mínimo. Dado que la temperatura en cualquier radio dado es similar y paralela a la orientación del gradiente de presión, y por lo tanto al viento , es de naturaleza barotrópica . ^{[ 3 ]} El movimiento de los ciclones de núcleo frío puede ser errático ya que están separados del cinturón principal de los vientos del oeste , que de otro modo los dirigirían progresivamente hacia el este. ^{[ 4 ]}

La mayor parte de la nubosidad y las precipitaciones asociadas a las bajas presiones frías se producen durante el día, ya que la luz solar calienta la superficie terrestre, desestabilizando la atmósfera y provocando un movimiento vertical ascendente. ^{[ 5 ]} El desarrollo de tiempo severo, en particular tornados, puede ocurrir cerca del centro de estos sistemas sobre tierra firme durante cualquier estación del año. ^{[ 6 ]} Durante el invierno, cuando las bajas presiones de núcleo frío con temperaturas en los niveles medios de la troposfera alcanzan los -45 °C (-49 °F) y se desplazan sobre aguas abiertas, se forma una convección profunda que permite el desarrollo de bajas presiones polares . ^{[ 7 ]}  

Las bajas de Kona , la mayoría de los ciclones extratropicales y los ciclones tropicales de la troposfera superior son bajas de núcleo frío. En la mitad oriental del océano Pacífico Norte y del océano Índico Norte, la formación de una circulación débil debajo de una baja de la troposfera media a superior que se ha separado del cinturón principal de los vientos del oeste durante la estación fría ( invierno ) se denomina ciclón subtropical. En el caso del océano Índico Norte, la formación de este tipo de vórtice conduce al inicio de las lluvias monzónicas durante la estación húmeda . ^{[ 8 ]}

Las bajas de la costa este se forman cerca y al este de donde una baja de núcleo frío interactúa con un gradiente de temperatura de la superficie del mar (TSM) a lo largo de la costa este de continentes como Asia , América del Norte , el sur de África y Australia dentro de un área preexistente de alta presión . Las que se encuentran frente a la costa este de los Estados Unidos , que normalmente se forman en los meses entre octubre y abril, se denominan nor'easters . ^{[ 9 ]} Inicialmente no asociadas con frentes meteorológicos , se forman junto con anticiclones de bloqueo en latitudes más altas, lo que lleva a un movimiento lento hacia el polo a lo largo del gradiente de TSM. Las bajas de la costa este pueden persistir hasta por una semana. Algunas bajas de la costa este se desarrollan rápidamente, convirtiéndose en bombas meteorológicas . Hay un  ciclo de 4.5 años en la formación de bajas de la costa este cerca de Australia, en años de transición entre años ENSO cálidos (El Niño) y fríos (La Niña) . Estos sistemas pueden desarrollar vientos fuertes, lluvias intensas, olas de más de 10 metros (33 pies) de altura y características oculares en las imágenes de satélite meteorológico . ^{[ 10 ]} Las bajas presiones en niveles superiores suelen ser la causa de fuertes lluvias y tormentas en el sureste de Australia, particularmente durante los años de La Niña . ^{[ 11 ]} 

La vaguada tropical de verano en la troposfera superior del hemisferio sur se sitúa sobre la región de los vientos alisios del Pacífico centro-oriental y puede provocar ciclogénesis tropical frente a las costas de Centroamérica . ^{[ 12 ]} En el Pacífico occidental, las bajas presiones tropicales en la troposfera superior son la principal causa de los pocos ciclones tropicales que se desarrollan al norte del paralelo 20 norte y al este del meridiano 160 este durante los eventos de La Niña . ^{[ 13 ]}

Los ciclones y vaguadas superiores que siguen pueden causar canales de salida adicionales y contribuir al proceso de intensificación de los ciclones tropicales. Las perturbaciones tropicales en desarrollo pueden ayudar a crear o profundizar vaguadas o bajas en altura a su paso debido a la corriente en chorro de salida que emana de la perturbación/ciclón tropical en desarrollo. ^{[ 14 ] [ 15 ]} En el Pacífico Norte occidental, existen fuertes relaciones recíprocas entre las áreas de ciclones tropicales en formación y las vaguadas monzónicas de la troposfera inferior y la vaguada de la troposfera superior tropical . ^{[ 16 ]} El movimiento de los ciclones tropicales también puede verse influenciado por células TUTT dentro de 1700 kilómetros (1100 millas ) de su posición, lo que puede conducir a trayectorias no climatológicas, como el movimiento hacia el este dentro de los trópicos o el movimiento hacia el oeste en un área donde normalmente predominan los vientos del oeste . ^{[ 17 ]} 

Normalmente, una temperatura del océano de 26,5  °C (79,7  °F) que se extiende a través de una profundidad de al menos 50 metros (160 pies) es uno de los seis requisitos necesarios para mantener el mesociclón especial que es el ciclón tropical. ^{[ 18 ]} Las temperaturas del aire más frías a mayor altitud (por ejemplo, en el nivel de 500 hPa , o 5,9 km) pueden conducir a la ciclogénesis tropical a temperaturas del agua más bajas de lo normal, ya que se requiere una cierta tasa de gradiente para forzar a la atmósfera a ser lo suficientemente inestable para la convección. En una atmósfera húmeda, esta tasa de gradiente es de 6,5 °C/km (19 °F/mi), mientras que en una atmósfera con menos del 100 % de humedad relativa , la tasa de gradiente requerida es de 9,8 °C/km (29 °F/mi). ^{[ 19 ]} Un ejemplo reciente de un ciclón tropical que se mantuvo sobre aguas más frías fue Alex de la temporada de huracanes del Atlántico de 2016 , que se convirtió en huracán sobre aguas a solo 20 °C (68 °F) . ^{[ 20 ]}         

A 500  hPa de altitud, la temperatura del aire en los trópicos es de -7  °C (18 °F), pero normalmente el aire en esta zona es seco, lo que permite que su temperatura de bulbo húmedo se enfríe al humedecerse, alcanzando una temperatura más favorable para la convección. Se requiere una temperatura de bulbo húmedo de -13,2 °C (8,2 °F) a 500 hPa en una atmósfera tropical para iniciar la convección si la temperatura del agua es de 26,5 °C (79,7 °F) , y este requisito de temperatura aumenta o disminuye proporcionalmente en 1 °C por cada grado Celsius de cambio en la temperatura de la superficie del mar a 500 hPa. Bajo un ciclón frío, las temperaturas a 500 hPa pueden descender hasta -30 °C (-22 °F) , lo que puede iniciar la convección incluso en las atmósferas más secas. Esto también explica por qué la humedad en los niveles medios de la troposfera , aproximadamente en el nivel de 500 hPa, es normalmente un requisito para el desarrollo. Sin embargo, cuando se encuentra aire seco a la misma altura, las temperaturas a 500 hPa deben ser aún más frías, ya que las atmósferas secas requieren un gradiente térmico mayor para la inestabilidad que las atmósferas húmedas. ^{[ 2 ] : 76–77 [ 21 ]} A alturas cercanas a la tropopausa , la temperatura promedio de 30 años (medida en el período comprendido entre 1961 y 1990) fue de −77 °C (−132 °F). ^{[ 22 ]}                

• Límite de corte bajo
• Piscina fría