Durante el verano, las Grandes Llanuras de EE. UU. Experimentan habitualmente tormentas eléctricas nocturnas a diferencia de cualquier otro lugar del país. Estas tormentas a gran escala, que a veces abarcan estados enteros, representan más del 40 por ciento de las precipitaciones anuales en algunas áreas. Pueden traer la lluvia que tanto necesitan a las granjas y ayudar a recargar los acuíferos, pero los eventos extremadamente severos también pueden destruir campos, hogares y vidas. Los científicos han estado estudiando la región durante décadas para conocer los fundamentos de este patrón climático repetitivo y distintivo.
“En el verano, las Grandes Llanuras reciben la mitad de su lluvia durante la noche”, dijo Kris Bedka, un científico climático de NASACentro de Investigación de Langley. “Esto es muy diferente de los Estados Unidos del sudeste y del Atlántico medio, que reciben la gran mayoría de las lluvias durante el día”.
La animación anterior muestra los patrones de lluvia típicos en un período de 24 horas durante los meses de verano (junio, julio y agosto) en el Medio Oeste. La tasa de precipitación se calcula cada media hora y se promedia a lo largo de 18 años de datos (2000-2018) a partir del algoritmo Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG). Como uno de los registros continuos más largos de datos de precipitación por satélite de alta resolución, el producto IMERG combina datos del satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), que operó de 1997 a 2015, y el satélite Global Precipitation Measurement (GPM), que ha estado recopilando datos desde 2014. Ambas misiones fueron esfuerzos conjuntos entre la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) y NASA.
2001 – 2018
“La lluvia comienza como una banda al este de las Montañas Rocosas por la tarde y luego se propaga sobre las Grandes Llanuras por la noche”, dijo Jackson Tan, investigador de la USRA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA que ayuda a desarrollar productos IMERG. “La precipitación máxima se produce temprano en la mañana cerca de Nebraska, Iowa y Kansas”. Tenga en cuenta las tormentas eléctricas severas en el este de los EE. UU. Al día siguiente, que ocurren debido a las condiciones cálidas y húmedas y los patrones de circulación durante el verano.
Un ingrediente importante para la actividad de las tormentas eléctricas es la corriente en chorro nocturna de bajo nivel, según Bedka. El chorro de bajo nivel es una corriente de aire que se mueve rápidamente, que viaja hasta 80 millas (130 kilómetros) por hora, ubicada a 1,600 pies (500 metros) del suelo. El chorro acelera debido a los contrastes de temperatura durante la noche. Cuando el sol se pone, la atmósfera en el suelo se enfría mientras que el aire caliente y húmedo sobrante se asienta sobre el aire frío, creando capas en la atmósfera. Como resultado, los vientos, incluso a solo una milla sobre el suelo, ya no se ralentizan por las fuerzas de fricción de la tierra de abajo y se desacoplan. Los vientos se intensifican en la característica conocida como corriente en chorro de bajo nivel.
La corriente en chorro nocturna de bajo nivel transporta aire cálido y húmedo, que sopla desde el Golfo de México o se evapora de las tierras de cultivo, hacia el lado de sotavento de las Montañas Rocosas. La cordillera experimenta regularmente tormentas eléctricas por la tarde en el verano. El calor y la humedad de la corriente en chorro ayudan a alimentar estas tormentas y las convierten en grandes y anchos grupos de tormentas denominados complejos convectivos de mesoescala (CCM). Los vientos en la troposfera media, de 3 a 6 kilómetros por encima de la superficie, suelen tener un componente más occidental que dirigen los CCM a través de las llanuras.
“Estos enormes cúmulos de tormentas nocturnas que ocurren casi a diario en el Medio Oeste son causados por una convergencia única de ingredientes atmosféricos y son responsables de una variedad de condiciones climáticas peligrosas”, dijo Bedka. Los MCC pueden causar rayos mortales, aguaceros severos, vientos destructivos y tornados.
Las tormentas eléctricas desaparecen principalmente durante el día a medida que se disipa la corriente en chorro de bajo nivel. A medida que el Sol calienta la tierra, la atmósfera inferior se mezcla con la atmósfera superior. La corriente desacelera cuando encuentra fricción con la superficie y corta la dinámica que alimenta las tormentas, haciendo que se desmoronen. Pero, las pequeñas circulaciones de baja presión generadas por los MCC llamados vórtices convectivos de mesoescala persisten mucho después de que el MCC principal se desintegra, lo que puede generar nuevas tormentas severas la tarde siguiente en el este de EE.
Imágenes y video del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens, usando datos de la Misión de Medición de Precipitación Global (GPM) cortesía de Jackson Tan / USRA / NASA / GSFC.
