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Teoría de Hirschberg y Fritsch
 
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Un paso más en la diagnosis de caídas de geopotencial (o de presión) en superficie es el modelo conceptual de ciclogénesis desarrollado por Hirschberg y Fritsch a principios de la década de los 90. Básicamente, la teoría trata de describir los mecanismos físicos que pueden contribuir al desarrollo baroclino, haciendo especial hincapié en la significación de procesos asociados con hundimientos de tropopausa y anomalías de vorticidad potencial. En vez de relacionar el desarrollo de ondulaciones de la tropopausa con la ciclogénesis de la troposfera inferior a través de argumentos de vorticidad potencial (Hoskins et al, 1985), esa relación se describe conceptualmente en términos de advecciones térmicas y movimientos verticales.

La base de la teoría está en que los procesos asociados con el desarrollo y evolución de ondulaciones en la tropausa, en un entorno baroclino, pueden dar lugar a cambios de temperatura importantes en la estratosfera inferior. Sobre esta base se realiza la hipótesis de que las ondulaciones de tropopausa, especialmente sus cambios de temperatura asociados, pueden actuar junto con procesos troposféricos en niveles bajos para iniciar, mantener y realzar el desarrollo de bajas extratropicales. De forma específica, la yuxtaposición de calentamientos en niveles altos asociados a ondulaciones de la tropopausa, con calentamientos en niveles bajos asociados con zonas baroclinas en la troposfera inferior, crean el entorno favorable para que se produzcan caídas de presión en superficie.

El modelo conceptual que se va a exponer está basado en el estudio de la tendencia local de temperatura virtual, que puede ser atribuida a tres mecanismos físicos esenciales:

  • advección horizontal de temperatura virtual,
  • calentamiento (enfriamiento) adiabático debido a movimientos verticales y
  • procesos diabáticos. 
Aunque los efectos diabáticos son siempre dificiles de introducir, se pueden incorporar parcialmente haciendo uso de un parametro de estabilidad estática ajustada (Sa) en el estudio de los calentamientos (enfriamientos) producidos por los movimientos verticales. Este parámetro es igual a la estabilidad estática seca (Sd) si la proporción de mezcla es menor que la saturante o si el movimiento vertical es decendente, mientras que es igual a la estabilidad estática húmeda (Sm) si la proporción de mezcla es mayor que la saturante y el movimiento es ascendente. El resultado neto al usar este parámetro ajustado es producir menores enfriamientos en el aire que asciende saturado, incorporandose el efecto de la liberación de calor latente de condensación (ver ecuación en el gráfico). Al tener en cuenta el menor enfriamiento del aire que asciende saturado, la posibilidad de cancelar las advecciones cálidas que pueden tener lugar en niveles altos disminuye, lo que como veremos es un punto crucial en esta teoría.

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