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Marejada Ciclonica

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¿Que es la marejada ciclónica?

Decomposing

La marejada ciclónica es el aumento anormal de agua generado por una tormenta que rebasa el pronóstico astronómico de la marea.

  • Es el cambio en el nivel de agua debido a la presencia de una tormenta.
  • La marejada ciclónica es la diferencia entre los niveles de agua, no tiene un nivel referencial.

La marea de tormenta es un incremento en el nivel del agua durante una tormenta debido a la combinación de la marejada ciclónica y la marea astronómica.

  • La marea de tormenta es la combinación de la marejada ciclónica y la marea, se requiere un nivel de referencia.
  • Una marejada ciclónica de 15 pies en combinación con una marea alta de 2 pies por encima del nivel promedio del mar, produce una marea de tormenta de 17 pies.
Storm Surge

Extensión a tierra adentro

La marejada ciclónica puede penetrar bien en tierra adentro. Durante el Huracán Ike, la marejada ciclónica llegó hasta casi 30 millas tierra adentro en algunas localidades del sureste de Texas y el suroeste de Luisiana.

¿Qué causa la Marejada Ciclónica?

La marejada ciclónica es causada primordialmente por los fuertes vientos de un huracán o de una tormenta tropical. ¡La baja presión de la tormenta solo contribuye mínimamente!

circulación del viento

La circulación del viento alrededor del ojo de un huracán (gráfico arriba y a la izquierda) sopla sobre la superficie oceánica y produce una circulación vertical en el océano (gráfico arriba y a la derecha). En aguas profundas, no hay nada que pueda perturbar esa circulación, y apenas se nota una marejada ciclónica de 28 pies de altura.

shallow water

Pero una vez que el huracán llega a aguas poco profundas cerca de la costa, la circulación vertical es perturbada por el suelo oceánico. El agua ya no puede descender y entonces penetra tierra adentro.

surge schematic

En general, la marejada ciclónica ocurre cuando los vientos soplan hacia la costa. La mareajada ciclónica más alta tiende a ocurrir cerca del “radio de vientos máximos” o donde ocurren los vientos más fuertes del huracán.

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La escala de vientos huracanados Saffir-Simpson: No incluye la marejada ciclónica

Demasiadas excepciones para adaptarse a la escala:

  • El Huracán Katrina, de categoría 3 al tocar tierra en Luisiana, produjo daños catastróficos por su marejada ciclónic
  • El Huracán Ike, de categoría 2 al tocar tierra en Texas, también produjo daños catastróficos con una marejada ciclónica de 20 pies.
  • El Huracán Charley, un huracán categoría 4, al tocar tierra en Florida, produjo una marejada ciclónica de 6 a 8 pies.
  • El Huracán Irene, un huracán categoría 1, al tocar tierra en Carolina del Norte, produjo daños extensos con una marejada ciclónica de 8 a 11 pies.

Nivel Total de Agua

before katrina

Antes del Huracán Katrina

Imágenes cortesía de David y Kimberly King, Waveland, Misisipí.

after katrina

Después del Huracán Katrina

Imágenes cortesía de David y Kimberly King, Waveland, Misisipí.

En realidad, la marejada ciclónica es sólo uno de los factores que causan el incremento del nivel de agua a lo largo del litoral durante un huracán. Algunas otras causas pueden ser:

Mareas

El nivel de las aguas aumentan o disminuyen a lo largo del litoral diariamente debido a la atracción gravitacional de la luna y el sol. Este fenómeno se llama marea. En términos generales, las áreas a lo largo del Golfo de México, a excepción de la Florida, experimentan una marea alta y una marea baja cada día (marea diurna). En otras partes, a lo largo de la costa este de los Estados Unidos, se experimentan dos mareas altas y bajas cada día (marea semi-diurna).

Cuando la marea se combina con la marejada ciclónica se denomina “marea de tormenta”. Desafortunadamente no se puede anticipar la llegada de una tormenta en base a un ciclo de mareas, pues es más seguro calcular en base a la marea alta cuando se toman decisiones previas a un huracán.

Olas

Las rompientes de las olas contribuyen al incremento del nivel del agua mediante un proceso conocido como acumulación de olas. La acumulación de olas ocurre cuando la ola rompe en la costa y el agua es empujada hacia la playa como se muestra en la foto de al lado.

El establecimiento del oleaje ocurre cuando las olas rompen en la costa y el agua comienza a acumularse sin poder retornar hacia el mar. El nivel del agua aumenta fundamentalmente por que las olas se tornan más grandes a medida que el huracán se acerca. Ésta situación causó que el nivel de las aguas aumentara a lo largo de la costa de Texas tan solo un día antes de que el huracán Ike tocara tierra.

Total Wave 2

Total Wave

Freshwater

El factor del agua dulce

La lluvias fuertes por delante del centro del huracán pueden causar que los niveles de los ríos aumenten hasta tierra adentro y también rebasen la costa. Una vez que el agua fluye río abajo y alcanza la costa, los niveles de agua cerca de los deltas, estuarios y bahías aumentan.

Marejada ciclónica + mareas + olas + el factor del agua dulce = Niveles Altos de Agua

Factores que influyen en la marejada ciclónica

Hay varios factores que contribuyen en la altura de la marejada ciclónica que produce una tormenta en una localidad en particular:

Presión central

Las bajas presiones generan marejadas ciclónicas más alta de lo normal. Sin embargo, la presión central es un factor pequeño si lo comparamos con otros factores.

Intensidad de la tormenta

Los vientos más fuertes producen marejadas ciclónicas de mayor altura. En las dos imágenes que siguen se muestra como se produce la marejada ciclónica en dos tormentas diferentes. La segunda tormenta tiene vientos más fuertes que la primera de 15 mph. Todas las demás variables son iguales.

Marejada Ciclonica
Marejada Ciclonica 2

Tamaño del Ciclón

Mientras mayor es la tormenta, más alta es la marejada ciclónica. Los vientos de una tormenta grande producen mayor fuerza sobre un área del océano y tienden a afectar un área más grande que la tormenta misma.

El tamaño fue la diferencia más notoria entre las marejadas generadas por los huracanes Katrina y Charley.

Velocidad de traslación

En una costa sin obstáculos, una tormenta que se desplaza más rápido producirá una marejada ciclónica más alta. Sin embargo, puede llegar a generarse una marejada ciclónica en bahías, lagos y otros cuerpos de agua cerrados, con el paso de una tormenta que se mueve lentamente.

Las dos imágenes que siguen muestran la marejada ciclónica generada por dos huracanes hipotéticos que azotan la parte noroeste de la Florida. Un huracán se desplaza a 5 mph y otro a 25 mph.

Tormentas lentas = marejada más alta y más dispersa tierra adentro, incluyendo bahías, estuarios y deltas.

Tormentas rápidas= marejada más grande a lo largo de la costa abierta.

Forward Motion
Forward Motion 2

Ángulo al aproximarse a la costa

El ángulo en que la tormenta se acerca a la costa afecta a la marejada ciclónica que se pueda generar. Es probable que una tormenta de trayectoria en ángulo perpendicular produzca una marejada ciclónica de mayor altura que una tormenta que se mueva paralelamente a la costa o tierra adentro en ángulo oblicuo.

Tamaño de la costa

La marejada ciclónica será más alta cuando un huracán toca tierra en una costa de forma cóncava (con curva hacia adentro, tal como la Bahía Apalachee en la Florida) que en una costa convexa (con curva hacia fuera, tal como los Outer Banks de Carolina del Norte).

Comet-1

Comet 2

Anchura e Inclinación del Fondo Oceánico

Las marejadas ciclónicas más altas ocurren con plataformas continentales anchas y suavamente inclinadas, mientras una marejada ciclónica menos alta ocurre con plataformas continentales estrechas y abruptamente inclinada. Las áreas a lo largo de la costa del Golfo de México, especialmente en Luisiana y Misisipí, son particularmente vulnerables a la marejada ciclónica porque el fondo oceánico gradualmente se profundiza fuera de la costa. A la inversa, los áreas tales como la costa este de la Florida tienen una plataforma continental más inclinada, y la marejada ciclónica no es tan alta. 

Características locales

La marejada ciclónica depende directamente de las características geográficas de la localidad, tales como las barreras naturales que puedan afectar el flujo del agua.

Un buen ejemplo es la costa de Carolina del Norte, que tiene complejidades tales como islas que actúan como barreras, ensenadas, deltas, bahías, y ríos. La concavidad o convexidad de las costas es otro factor.

Estaciones de marea

Las estaciones de marea miden la variación en el nivel del agua a lo largo de la costa. Gracias a que los ciclos de marea son pronosticables, la marejada ciclónica se puede calcular restando lo que sería el nivel normal del agua cuando no hay tormenta del nivel promedido. El Servicio Oceánico Nacional (NOS por sus siglas en inglés) de la NOAA mantiene una red de aproximadamente 175 estaciones de medición de mareas en las costas de los Estados Unidos. Éstas sirven además como fuente de los servicios de predicción de mareas.

Éstas estaciones están generalmente ubicadas en áreas protegidas de las olas. Eso permite medir el nivel del agua quieta cuando no es perturbada por olas.

Ventajas:

  • Disponibilidad de datos en tiempo real.
  • Medición de agua quieta, debido a la ubicación de las estaciones en áreas protegidas de las olas.
  • Se considera la manera más fiable de medir la marejada ciclónica.

Desventajas:

  • Número limitado de estaciones a lo largo de la costa, pues hay a menudo una validación en tiempo real de la marejada ciclónica en las áreas más vulnerables.
  • Potenciales fallos frecuentes al producirse mayor intensidad durante una tormenta, debido a la pérdida de energía eléctrica u otros daños.
  • Véanse los datos e índices de marea proporcionados por el NOS en:

Niveles máximos de agua de la marejada ciclónica

Los niveles máximos de agua durante una inundación dejan marcas en los árboles y estructuras, producidas por la espuma, semillas u otros escombros, lo que indica la elevación máxima del nivel del agua.

Los equipos de inspección se despachan después de una tormenta para obtener y registrar los niveles máximos de agua que sean confiables, usando generalmente el sistema de posicionamiento global (GPS).

Ventajas:

  • Se considera el mejor método de captar el nivel máximo de la marejada ciclónica después de una tormenta.

Desventajas:

  • Los datos no están disponibles en tiempo real.
  • Los datos son de breve duración, por lo que hay que realizar las inspecciones lo antes posible después de una tormenta.
  • Los datos pueden ser subjetivos.
  • A menudo las marcas varían debido al efecto del oleaje, y solo un pequeño porcentaje de ellas muestra el verdadero nivel del agua estancada.

Sensores de presión

Los sensores de presión de la Inspectoría Geológica del los Estados Unidos (United States Geological Survey en inglés) son sensores de presión barométrica provisionales que proveen información sobre la duración de una marejada ciclónica, así como los tiempos de llegada, retiro y profundidades máximas.

Los sensores son instalados alrededor de postes y otras estructuras antes de la llegada de un huracán.

Pressure Sensor
Pressure Sensor 2

Ventajas:

  • Pueden proveer información en intervalos específicos, algo que no ofrecen los niveles máximos de agua.
  • Pueden instalarse con antelación a una tormenta en localidades donde se pronostica que la marejada ciclónica sea más alta.

Desventajas:

  • La información de los sensores no está disponible en tiempo real.
  • El oleaje puede inducir error y hacer que se sobreestime de la altura de la marejada ciclónica.
  • Después del paso de la tormenta, recobrar estos instrumentos puede ser una tarea difícil.

Este proyecto es patrocinado por la División de Gestión de Emergencias de la Florida.
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