Tormentas eléctricas de células múltiples y sistemas convectivos de mesoescala
El clima violento en el suelo generalmente se produce por tormentas de células múltiples organizadas, líneas de turbonada , o una supercélula. Todos estos tienden a estar asociados con una perturbación de mesoescala (un sistema meteorológico de tamaño intermedio, es decir, de 10 a 1000 km de extensión horizontal). Las tormentas de células múltiples tienen varias corrientes ascendentes y descendentes muy próximas entre sí. Ocurren en grupos de células en varias etapas de desarrollo que se mueven juntas como un grupo. Dentro del grupo, una célula domina durante un tiempo antes de debilitarse, y luego otra célula repite el ciclo. En las líneas de turbonada, las tormentas se forman en una línea organizada y crean un frente de ráfaga único y continuo (el borde de ataque de la salida de una tormenta desde su corriente descendente). Las tormentas de supercélulas tienen una intensa corriente ascendente y descendente; se tratan con más detalle a continuación.
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A veces, el desarrollo de una perturbación meteorológica de mesoescala hace que se desarrollen tormentas eléctricas en una región de cientos de kilómetros de diámetro. Ejemplos de tales perturbaciones incluyen ciclones de ondas frontales (sistemas de baja presión que se desarrollan a partir de una onda en un frente que separa masas de aire caliente y frío) y valles de baja presión en los niveles superiores de la atmósfera. El patrón resultante de tormentas se denomina sistema convectivo de mesoescala (MCS). Las tormentas eléctricas severas de múltiples células y las tormentas de supercélulas se asocian con frecuencia con los MCS. La precipitación producida por estos sistemas incluye típicamente lluvia de nubes convectivas y de nubes estratiformes (capas de nubes con una gran extensión horizontal). La precipitación estratiforme se debe principalmente a los remanentes de células más viejas con una velocidad vertical relativamente baja, es decir, con una convección limitada.
Las tormentas eléctricas pueden ser provocadas por un frente frío que se mueve hacia un aire húmedo e inestable. A veces, las líneas de turbonada se desarrollan en la masa de aire caliente decenas a cientos de kilómetros por delante de un frente frío. La tendencia de las tormentas prefrontales a estar más o menos alineadas en paralelo al frente indica que son iniciadas por perturbaciones atmosféricas causadas por el frente.
En el centro de los Estados Unidos, las tormentas eléctricas severas ocurren comúnmente en la primavera, cuando Los vientos fríos del oeste a niveles medios (3000 a 10,000 metros de altitud) se mueven sobre el aire cálido y húmedo de la superficie que fluye hacia el norte desde el Golfo de México. La amplia región de inestabilidad resultante produce MCS que persisten durante muchas horas o incluso días.
En los trópicos, los vientos alisios del noreste se encuentran con los del sureste cerca del Ecuador, y la zona de convergencia intertropical resultante (ZCIT) es caracterizado por aire húmedo e inestable. Las tormentas eléctricas y los MCS aparecen en gran abundancia en la ZCIT; juegan un papel importante en el transporte de calor a los niveles superiores de la atmósfera y a latitudes más altas.