Hazañas de Tormentas

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Introducción

C.A.P.E. es el término asociado a la inestabilidad atmosférica, por lo tanto se asocia con las tormentas y la potencia de las mismas. La forma de calcular la energía requerida para crear una tormenta es aproximándose a los valores de C.A.P.E. con la ayuda de unos indicadores sencillos, y a partir de estos, la energía necesaria.

Cuando usarlo

Se debe utilizar C.A.P.E. cuando las nubes son creadas junto con fuertes vientos. En el caso de que el valor arrojado mediante C.A.P.E. sea menor al valor obtenido mediante la condensación, se debe optar por el valor de condensación. Para más detalles, puedes ir a Cálculos de Nubes. Este método no debe ser utilizado si la tormenta ha sido simplemente desplazada desde un punto a otro.

Método de cálculo

La variable principal de la fórmula es el valor de inestabilidad.

  • 1000 j/kg, - "inestabilidad baja".
  • 2500 j/kg - "inestabilidad moderada".
  • 4000 j/kg - "inestabilidad alta".
  • 5890 j/kg - Tornado de Oklahoma de 1999.
  • 8000 j/kg - Tornado de Plainfield de 1990.

Para usar el valor elegido, necesitamos calcular la masa de las nubes.

Primero determinamos el radio de la nube, la cual puede ser medida mediante pixel scaling. Sin embargo, el radio de una cumulonimbus promedio es de 20 kilómetros (20.000 metros), basado en la distancia al horizonte que se puede alcanzar durante días despejados.

De esa forma podemos obtener la masa utilizando esta calculadora. La cumulonimbus promedio cuenta con un área de 1.256.637.061,43 metros cúbicos, y de 8.000 a 11.800 metros para el grosor y unos 4.000 metros para su altura por encima del nivel del mar.

Esto nos lleva a obtener la masa de la nube en 5.421.709.348.262,685 kilogramos con una nube de 8.000 metros de altura; y 6.538.231.495.882,477 kilogramos para una de 11.800 metros de altura.

Al multiplicar esto por el valor de inestabilidad podremos obtener la energía en joules.

Resultados Estándar

En la siguiente tabla se pueden apreciar los resultados más comunes que pueden obtenerse mediante este método. Por esa razón trabajan bajo las mismas condiciones para todos los resultados:

  • La nube de tormenta tiene forma cilíndrica.
  • El radio de la nube es de 20km, en referencia a la distancia al horizonte obtenible durante días despejados.
  • El grosor de las nubes: Las nubes de tormenta se asumen nubes cumulonimbus, por lo tanto se aproximan entre 8 y 11,8km de altura.
  • Se asume inestabilidad en joules.
8.000m 11.800m
1.000 j/kg 5,42*1015 J 6,53*1015 J
2.500 j/kg 1,35*1016 J 1,63*1016 J
4.000 j/kg 2,16*1016 J 2,61*1016 J
5.890 j/kg 3,19*1016 J 3,85*1016 J
8.000 j/kg 4,33*1016 J 5,23*1016 J

Tabla de resultados utilizando C.A.P.E. y diferentes ejemplos de la vida real

Los valores de esta tabla se obtienen utilizando el área de diferentes países, continentes, océanos, etc., y multiplicándolo por 8 y 11,8km para obtener el volumen. Después de eso se utiliza la densidad para obtener la masa y utilizar los multiplicadores de C.A.P.E. y obtener valores de Potencia de Ataque a partir de la masa de la nube de tormenta.

Condiciones:

  • La tormenta cubre la totalidad del país/continente/isla/océano/etc. o un área equivalente al área total de la misma y nada más.

Se utiliza esta calculadora.

Ingresando el grosor de la nube tal como antes (de 8 a 11,8km) y la altura de la nube por encima del nivel del mar (4km).

Además del grosor de la nube, el único valor que cambia en la calculadora es el área de la nube, con ejemplos vistos debajo:

Ciudad del Vaticano - 440.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,8983620e+12 J 4,7459051e+12 J 7,5934482e+12 J 1,1181352e+13 J 1,5186896e+13 J
11.800 m 2,2893020e+12 J 5,7232552e+12 J 9,1572083e+12 J 1,3483989e+13 J 1,8314416e+13 J

Malta - 316.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,3633691e+15 J 3,4084227e+15 J 5,4534764e+15 J 8,0302440e+15 J 1,0906952e+16 J
11.800 m 1,6441351e+15 J 4,1103378e+15 J 6,5765405e+15 J 9,6839559e+15 J 1,3153081e+16 J

Ciudad de Nueva York - 783.800.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 3,3816731e+15 J 8,4541828e+15 J 1,3526692e+16 J 1,9918054e+16 J 2,7053385e+16 J
11.800 m 4,0780795e+15 J 1,0195198e+16 J 1,6312318e+16 J 2,4019888e+16 J 3,2624636e+16 J

Rhode Island - 4.002.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,7266465e+13 J 4,3166164e+16 J 6,9065863e+16 J 1,0169948e+17 J 1,3813172e+17 J
11.800 m 2,0822243e+16 J 5,2055607e+16 J 8,3288972e+16 J 1,2264301e+17 J 1,6657794e+17 J

Hawaii - 28.311.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,2214665e+17 J 3,0536663e+17 J 4,8858661e+17 J 7,1944379e+17 J 9,7717323e+17 J
11.800 m 1,4730098e+17 J 3,6825245e+17 J 5,8920392e+17 J 8,6760277e+17 J 1,1784078e+18 J

Japón - 377.930.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,6305635e+18 J 4,0764089e+18 J 6,5222542e+18 J 9,6040194e+18 J 1,3044508e+19 J
11.800 m 1,9663544e+18 J 4,9158860e+18 J 7,8654176e+18 J 1,1581827e+19 J 1,5730835e+19 J

California - 423.970.694.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,8292042e+18 J 4,5730106e+18 J 7,3168170e+18 J 1,0774013e+19 J 1,4633634e+19 J
11.800 m 2,2059022e+18 J 5,5147556e+18 J 8,8236090e+18 J 1,2992764e+19 J 1,7647218e+19 J

Texas - 695.621.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 3,0012284e+18 J 7,5030710e+18 J 1,2004913e+19 J 1,7677235e+19 J 2,4009827e+19 J
11.800 m 3,6192877e+18 J 9,0482193e+18 J 1,4477151e+19 J 2,1317604e+19 J 2,8954302e+19 J

Alaska - 1.717.854.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 7,4116110e+18 J 1,8529027e+19 J 2,9646444e+19 J 4,3654388e+19 J 5,9292888e+19 J
11.800 m 8,9379244e+18 J 2,2344811e+19 J 3,5751697e+19 J 5,2644375e+19 J 7,1503395e+19 J

Brasil - 8.515.767.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 3,6740929e+19 J 9,1852323e+19 J 1,4696371e+20 J 2,1640407e+20 J 2,9392743e+20 J
11.800 m 4,4307189e+19 J 1,1076797e+20 J 1,7722875e+20 J 2,6096934e+20 J 3,5445751e+20 J

Océano Ártico - 13.985.935.800.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 6,0341749e+19 J 1,5085437e+20 J 2,4136699e+20 J 3,5541290e+20 J 4,8273399e+20 J
11.800 m 7,2768254e+19 J 1,8192063e+20 J 2,9107301e+20 J 4,2860502e+20 J 5,8214603e+20 J

Océano Índico - 70.551.276.126.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 3,0439060e+20 J 7,6097650e+20 J 1,2175624e+21 J 1,7928606e+21 J 2,4351248e+21 J
11.800 m 3,6707541e+20 J 9,1768854e+20 J 1,4683016e+21 J 2,1620742e+21 J 2,9366033e+21 J

Océano Pacífico - 152.809.298.510.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 6,5928948e+20 J 1,6482237e+21 J 2,6371579e+21 J 3,8832150e+21 J 5,2743158e+21 J
11.800 m 7,9506056e+20 J 1,9876514e+21 J 3,1802422e+21 J 4,6829067e+21 J 6,3604844e+21 J

Todos los océanos terrestres - 360.000.000.000.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 1,5532053e+21 J 3,8830132e+21 J 6,2128212e+21 J 9,1483793e+21 J 1,2425642e+22 J
11.800 m 1,8730653e+21 J 4,6826633e+21 J 7,4922614e+21 J 1,1032354e+22 J 1,4984522e+22 J

Área de la superficie de la Tierra entera - 509.968.658.925.000 m^2

1.000 j/kg 2.500 j/kg 4.000 j/kg 5.890 j/kg 8.000 j/kg
8.000 m 2,2002389e+21 J 5,5005974e+21 J 8,8009559e+21 J 1,2959407e+22 J 1,7601911e+22 J
11.800 m 2,6533461e+21 J 6,6333654e+21 J 1,0613384e+22 J 1,5628209e+22 J 2,1226769e+22 J

Crear un huracán real

Si un personaje crea un huracán real, o los vientos que producen, se puede utilizar la siguiente fórmula. Lo que es importante remarcar es que debe ser razonablemente certero asumir que el huracán en cuestión cubre las mismas áreas que uno real tiene a hacer. Generalmente, los personajes con la habilidad para manipular el clima no necesitan crear uno de este tamaño, en vez de más fenómenos locales. Aquí se puede ver un argumento convincente con respecto al tamaño requerido para que sean creados. La siguiente fórmula fue creada aquí por Chris Landsea:

Los huracanes pueden ser pensados, en cierta medida, como un motor de temperatura; obteniendo el calor del aire templado y húmedo del océano tropical y liberando este calor a través de la condensación del vapor de agua mediante gotas de agua en nubes de tormenta desde pared ocular y la banda de lluvia, provocando un escape frío en los niveles superiores de la tropósfera (alrededor de 12km de altura).

Se pueden comprender las energéticas de un huracán de dos maneras:

  1. La cantidad total de energía liberada mediante la condensación a través de gotas de agua, o;
  2. La cantidad de energía cinética generada para mantener los vientos fuertes circulando en el huracán.

Resulta que la vasta mayoría del calor liberado en el proceso de condensación es usado para causar movimientos ascendentes en las tormentas, y sólo una pequeña porción produce vientos horizontales.

Método 1) - Energía total liberada a través de la formación de nubes/lluvia: Un huracán promedio produce 1,5cm/día de lluvia dentro de un círculo de un radio de 665km (Más lluvia cae en la porción interna del huracán a través de la pared ocular, siendo menor en bandas de lluvia exteriores). Convertir esto a un volumen de lluvia arroja 2,1*1016cm3/día. Un centímetro cúbico de lluvia pesa 1 gramo. Usando el calor latente de condensación, esta cantidad de lluvia produce 5,2*10^19 joules/día, o 6,0*10^14 Watts.

Método 2) - Energía Cinética liberada total (a través del viento): Para un huracán completamente formado, la cantidad de energía cinética generada es igual a la que se disipa a causa de la fricción. El ratio de disipación por área unitaria se obtiene multiplicando la densidad del aire por el coeficiente de resistencia y multiplicándolo de nuevo por la velocidad de los vientos elevada al cubo. Uno puede ya sea integrar los estándares de vientos típicos en el rango de radios desde el centro del huracán hasta el radio externo que abarca la tormenta, o asumir una velocidad promedio para el movimiento de los vientos para el núcleo interno del huracán. Utilizando el segundo método con vientos de 40m/s en radio de 60km se obtiene un ratio de disipación de vientos de 1,3*10^17 joules/día, o 1,5*10^12 Watts.

Conclusión:

  1. Energía para crear vientos de fuerza huracanada: 1,5e+12 J / 358,508604207 Toneladas de TNT, Nivel Multi-Bloque.
  2. Energía necesaria para crear un huracán completo: 6,01e+14 J / 143,642447418938 Kilotones de TNT, Nivel Pueblo+.

Ver también

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