¿Cómo trabajan las vaguadas en altura?

Las vaguadas son zonas de relativa baja presión atmosférica que tienen un eje alargado y una estructura barométrica dispuesta en forma de "V" si la observamos en un plano horizontal y en forma de valle si la observamos en un plano vertical. Como todas las demás ondas, las vaguadas poseen una longitud de onda, que es la distancia entre onda y onda así como una amplitud y frecuencia.

Debido a estas longitudes de ondas, las vaguadas en altura tienen diferentes tamaños que deberíamos conocer para poder identificarlas mas fácilmente en los datos de modelos y mapas de análisis de altura. Las ondas largas (Longwaves) son las vaguadas que poseen mas tamaño y son tan grandes que una sola podría abarcar a Estados Unidos completo. Debido a este factor tienen una frecuencia muy baja y se mueven muy lento por lo que podrían durar días en Estados Unidos o el Atlántico. Normalmente no hay mas de 5 o 6 por hemisferio.

Dentro de del flujo de viento de estas vaguadas amplias se mueven otras vaguadas mas pequeñas a las que se les denomina ondas cortas (Shortwaves), esto porque la longitud de onda de estas vaguadas es mucho menor comparada con las demás vaguadas de onda larga. Estas se mueven mucho mas rápido y poseen su propia influencia en las demás vaguadas en la que se mueven y en el tiempo sobre algún lugar del mundo. Estas vaguadas poseen un tamaño que aveces pude ser equivalente al de varios estados a un estado de los Estados Unidos.

Aunque las vaguadas podrían ser extensiones de depresiones en altura, existe una marcada diferencia entre dichos sistemas, las palabras tienden a ser sinónimas para algunas personas al identificarlas y esto es porque las depresiones aisladas de niveles altos (DANA) aveces están incrustadas dentro de una vaguada de mayores magnitudes. La diferencia entre estos sistemas radica en que las vaguadas son alargadas y las depresiones altas mas simétricas.

Las vaguadas en altura poseen un núcleo relativamente frio casi siempre, sin embargo se han visto vaguadas de onda corta en niveles de 700 o 600 hPa que poseen un núcleo cálido, como es el caso de las ondas y vaguadas tropicales. Sin embargo por ahora nos concentraremos en las que poseen un núcleo frío por naturaleza como son las vaguadas de latitudes medias.

Debido a que las vaguadas son zonas de baja presión, tenemos que pensar que algo hace que la presión descienda a esa altura de la atmósfera, en este caso la fuerza del viento y la advección de aire frío las obliga a desarrollarse y es por esto que usualmente las denominamos vaguadas dinámica.

El viento sopla porque la diferencia de presión a cierta altura es mucha en un determinado espacio, esta diferencia de presión se produce porque existe un fuerte contraste de temperatura. La variación de la temperatura, según la ley de los gases, puede contraer o expandir una masa de aire aislada como lo es la atmósfera terrestre haciendo que su presión disminuya. Para simplificar el asunto podemos decir que el movimiento de grandes masas de aire de diferentes temperaturas (Advección) pueden cambiar la presión de la atmósfera alta y por ende generar vaguadas y dorsales.

La presión atmosférica, de todas formas, no solo baja por contracción de la capa atmosférica, la presión puede caer por descenso de masa (Divergencia). Cuando a cierto altura, el viento se va separando con la distancia se genera un descenso neto de la masa en el aire y por ende de la presión atmosférica a esa altura, esto podría fácilmente generar una vaguada. Otras vaguadas podrían formarse en máximos de viento en los bordes de las altas presiones debido a un aumento en la vorticidad por velocidad.

Como la presión y la temperatura están íntimamente relacionadas, un cambio en una de estas significa un cambio en la otra. Si un descenso de masa produce una vaguada, la temperatura en su núcleo va a descender y si aire frio es transportado sobre cierta zona, la presión en esa zona debe descender.

Influencia dinámica de una Vaguada en altura

El viento en altura tiende a segur las lineas de igual altura de presión sin que hayan desviaciones ni aceleraciones algunas, pero en las vaguadas en altura, se producen desviaciones y aceleraciones de viento (cuando tienen chorros asociados) que producen movimientos verticales.

Las vaguadas en altura poseen varios mecanismos dinámicos que pueden generar inestabilidad y movimientos verticales, los cuales se pueden combinan para producir numerosos patrones, algunos, cuyo movimiento vertical neto es difícil de estimar. Entre estos mecanismos están la difluencia en altura, el cambio de dirección del viento o advección de vorticidad, advección de temperatura, los máximos de viento y podríamos agregar la contracción de capa.

El primer y mas simple mecanismo de generación de movimientos verticales de una vaguada es el cambio de dirección del viento. En carencia de cualquier tipo de difluencia, aceleración de viento o contracción de capa, una vaguada puede generar movimiento vertical debido al cambio de la dirección del viento dentro de la circulación de la misma.

El viento necesita una aceleración para poder girar alrededor de los ejes de la vaguada, a esto se le conoce como aceleración centrípeta. En las dorsales, debido a que el viento es divergente por naturaleza, esta aceleración tiene que ser mas intensa que en las vaguadas, sin embargo como esta aceleración solo afecta la dirección del viento, el viento tendrá la misma magnitud que le corresponde tener según el gradiente de presión al que esta sometido. Cuando el viento se mueve de una dorsal a una vaguada esta aceleración va disminuyendo y por ende el viento (Ageostrófico) va frenando. Inversamente cuando el viento se mueve de la vaguada a la dorsal el viento se va acelerando generando divergencia.

En sentido general y para resumir, en una vaguada estacionaria con viento a una velocidad contante alrededor de todo el eje se producirá convergencia en la mitad oeste de la vaguada, dando lugar a movimientos verticales descendentes (Subsidencia) y divergencia en la mitad este,  dando lugar a movimientos verticales ascendentes (Ascenso).

La vorticidad es la cantidad de rotación que tiene un fluido. La advección de vorticidad el cambio de vorticidad que se produce en el viento cuando pasa por una máxima de vorticidad. Una vaguada es un máximo de vorticidad ciclónica, por lo que el viento cuando se mueve a través de ella produce advección de vorticidad. Debido a que el viento en altura suele soplar desde el oeste, la mayor adveccion de vorticidad positiva, la cual da lugar a ascensos, se suele encontrar en la mitad este del sistema. La advección positiva de vorticidad supone divergencia porque las masas de aire, al entrar en una zona de menor vorticidad deben de acelerar para mantener el equilibrio lo que genera divergencia y por lo tanto movimiento vertical ascendente. Esta explicación esta muy ligada y complementa la explicación del mecanismo anterior.

Se pueden notar, en las cartas de altura, máximos de vientos asociados a las vaguadas los cuales pueden distorsionar grandemente nuestra percepción de los movimientos verticales de la misma, confundiéndonos. Esto es porque, aparte de que los máximos de vorticidad aumenta (disminuyen) significativamente los valores de vorticidad entro de la vaguada, pueden generar sus propios movimientos verticales. En términos generales se genera divergencia en el cuadrante derecho de la región de entrada y en el izquierdo de la región de salida y se genera convergencia en el cuadrante izquierdo de la región de entrada y en el derecho de la región de salida.

Una vaguada difluente es en la que los vientos corriente abajo se van separando lo que aumentaría las posibilidades de que haya divergencia y movimientos verticales. La advección negativa de temperatura produce en primer lugar descenso isoentropico sin embargo tambien hace que la flotabilidad en la atmósfera alta aumente. Puede ayudar a los movimientos verticales en los niveles bajos donde debería desarrollarse un sistema frontal que aumentaría la inestabilidad. Además, la advección de aire frio produce una contracción de la capa, lo que produciría descompresión que enfriaría la capa aun mas.

Todos estos parámetros hay que tenerlos en cuenta a la hora de diagnosticar y pronosticar una vaguada en altura sin embargo hay que tener en cuenta que dichas vaguadas, como su nombre lo dice, son en altura y que en altura tendrán su mejor inestabilidad, es por esto que muchas solo generan nubes altas y pocas lluvias. Las vaguadas en altura se suelen combinar con disturbios bajos aumentándole la inestabilidad y otras veces la misma vaguada se profundiza hasta la superficie creando un disturbio inducido cuya combinación podría ser muy peligrosa debido a que suelen generar intensas y persistentes lluvias y tormentas severas.

[Actualizado el 5 de Febrero del 2020]