El pronóstico de la precipitación de ciclones tropicales implica el uso de modelos científicos y otras herramientas para predecir la precipitación esperada en ciclones tropicales como huracanes y tifones. El conocimiento de la climatología de las precipitaciones de ciclones tropicales es útil para determinar el pronóstico de las precipitaciones de ciclones tropicales. Más lluvia cae antes del centro del ciclón que en su estela. Las precipitaciones más intensas caen dentro de su densa capa central y la pared del ojo . Los ciclones tropicales de movimiento lento, como el huracán Danny y el huracán Wilma , pueden provocar las mayores cantidades de lluvia debido a las fuertes lluvias prolongadas en un lugar específico. Sin embargo, la cizalladura vertical del vientoconduce a una disminución de las cantidades de lluvia, ya que la lluvia se favorece con la cizalla hacia abajo y ligeramente a la izquierda del centro y el lado de la cizalla se deja sin lluvia. La presencia de colinas o montañas cerca de la costa, como es el caso en gran parte de México , Haití , República Dominicana , gran parte de América Central , Madagascar , Reunión , China y Japón, actúa para magnificar las cantidades en su lado de barlovento debido al ascenso forzado. provocando fuertes lluvias en las montañas. Un sistema fuerte que se mueve a través de las latitudes medias, como un frente frío , puede conducir a grandes cantidades de los sistemas tropicales, que ocurren mucho antes de su centro. El movimiento de un ciclón tropical sobre agua fría también limitará su potencial de lluvia. Una combinación de factores puede conducir a cantidades de lluvia excepcionalmente altas, como se vio durante el huracán Mitch en Centroamérica . [1]
El uso de modelos de pronóstico puede ayudar a determinar la magnitud y el patrón de la precipitación esperada. Los modelos de climatología y persistencia, como r-CLIPER, pueden crear una línea de base para la habilidad de pronóstico de lluvia de ciclones tropicales . Los modelos de pronóstico simplificados, como la técnica de Kraft y las reglas de ocho y dieciséis pulgadas, pueden crear pronósticos de lluvia rápidos y simples, pero vienen con una variedad de suposiciones que pueden no ser ciertas, como suponer un movimiento hacia adelante promedio, tamaño promedio de tormenta, y un conocimiento de la red de observación de precipitaciones hacia la que se dirige el ciclón tropical. El método de pronóstico de TRaP asume que la estructura de lluvia del ciclón tropical actualmente ha cambiado poco durante las próximas 24 horas. El modelo de pronóstico global que muestra la mayor habilidad para pronosticar la lluvia relacionada con ciclones tropicales en los Estados Unidos es el ECMWF IFS (Sistema de pronóstico integrado). [2] [3]
Distribución de las precipitaciones alrededor de un ciclón tropical
Una mayor proporción de lluvia cae antes del centro (u ojo ) que después del paso del centro, y el porcentaje más alto cae en el cuadrante frontal derecho . Las tasas de precipitación más altas de un ciclón tropical pueden encontrarse en el cuadrante posterior derecho dentro de una banda de entrada de entrenamiento (sin movimiento). [4] Se encuentra que las precipitaciones son más fuertes en su núcleo interno, dentro de un grado de latitud del centro, con cantidades menores más lejos del centro. La mayor parte de la lluvia en los huracanes se concentra dentro de su radio de vientos huracanados . [5] Los ciclones tropicales más grandes tienen escudos de lluvia más grandes, lo que puede conducir a mayores cantidades de lluvia más lejos del centro del ciclón. [5] Las tormentas que se han movido lentamente, o en bucle, conducen a las mayores cantidades de lluvia. Riehl calculó que se pueden esperar 33,97 pulgadas (863 mm) de lluvia por día dentro de medio grado, o 35 millas (56 km), del centro de un ciclón tropical maduro. [6] Muchos ciclones tropicales avanzan con un movimiento de avance de 10 nudos, lo que limitaría la duración de esta lluvia excesiva a alrededor de un cuarto de día, lo que produciría unas 8,50 pulgadas (216 mm) de lluvia. Esto sería cierto sobre el agua, dentro de las 100 millas (160 km) de la costa, [7] y fuera de las características topográficas. A medida que un ciclón se mueve tierra adentro y se corta su suministro de calor y humedad (el océano), las cantidades de lluvia de los ciclones tropicales y sus restos disminuyen rápidamente. [8]
Cizalladura vertical del viento
La cizalladura vertical del viento obliga al patrón de lluvia alrededor de un ciclón tropical a volverse altamente asimétrico, con la mayor parte de la precipitación cayendo hacia la izquierda y a favor del viento del vector de cizalladura, o hacia abajo a la izquierda. En otras palabras, la cizalladura del suroeste fuerza la mayor parte de la lluvia al norte-noreste del centro. [9] Si la cizalladura del viento es lo suficientemente fuerte, la mayor parte de la lluvia se alejará del centro y conducirá a lo que se conoce como un centro de circulación expuesto. Cuando esto ocurra, la magnitud potencial de la lluvia con el ciclón tropical se reducirá significativamente.
Interacción con límites frontales y depresiones de nivel superior
A medida que un ciclón tropical interactúa con una vaguada en el nivel superior y el frente de superficie relacionado , se observa una zona norte distintiva de precipitación a lo largo del frente por delante del eje de la vaguada en el nivel superior. Los frentes de superficie con cantidades de agua precipitable de 1,46 pulgadas (37 mm) o más y la divergencia en el nivel superior por encima de la cabeza al este de un canal de nivel superior pueden provocar una lluvia significativa. [10] Este tipo de interacción puede llevar a la aparición de las lluvias más intensas cayendo a lo largo ya la izquierda de la trayectoria del ciclón tropical, y la precipitación se esparce a cientos de millas o kilómetros a favor del viento del ciclón tropical. [11]
Montañas
El aire húmedo que asciende por las laderas de las colinas costeras y las cadenas montañosas puede provocar lluvias mucho más intensas que en la llanura costera. [12] Esta fuerte lluvia puede conducir a deslizamientos de tierra, que aún causan importantes pérdidas de vidas, como se vio durante el huracán Mitch en América Central , donde murieron varios miles. [13]
Herramientas utilizadas en la preparación del pronóstico
Climatología y persistencia
La División de Investigación de Huracanes del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico creó el modelo r-CLIPER ( climatología y persistencia de precipitaciones ) para que sirva de base para toda verificación relacionada con las precipitaciones de ciclones tropicales . La teoría es que, si los modelos de pronóstico global no pueden superar las predicciones basadas en la climatología, entonces no hay habilidad en su uso. Existe una clara ventaja de utilizar la trayectoria de pronóstico con r-CLIPER porque se puede ejecutar durante 120 horas / 5 días con la trayectoria de pronóstico de cualquier ciclón tropical a nivel mundial en un corto período de tiempo. [14] La variación de corto alcance que utiliza la persistencia es la técnica de la técnica T ropical Ra infall P otential ( TRaP ), que utiliza cantidades de lluvia derivadas de satélites de satélites de imágenes de microondas y extrapola la configuración de lluvia actual hacia adelante durante 24 horas a lo largo de la pista de pronóstico actual. . [15] El principal defecto de esta técnica es que asume un ciclón tropical en estado estacionario que sufre pocos cambios estructurales con el tiempo, por lo que solo se adelanta durante 24 horas en el futuro. [dieciséis]
Predicción numérica del tiempo
Se pueden utilizar modelos informáticos para diagnosticar la magnitud de las precipitaciones ciclónicas tropicales. Dado que los modelos de pronóstico generan su información en una cuadrícula, solo dan una idea general de la cobertura de área de lluvias moderadas a fuertes. Ningún modelo de pronóstico actual se ejecuta en una escala de cuadrícula lo suficientemente pequeña (1 km o menos) para poder detectar los máximos absolutos medidos dentro de los ciclones tropicales. De los Estados Unidos los modelos de previsión, el modelo de mejor rendimiento para el ciclón tropical previsión de lluvia se conoce como el GFS , o G lobal F orecasting S istema. [17] Se ha demostrado que el modelo GFDL tiene un alto sesgo con respecto a la magnitud de las lluvias centrales más intensas dentro de los ciclones tropicales. [18] A partir de 2007, el NCEP Hurricane-WRF estuvo disponible para ayudar a predecir la lluvia de ciclones tropicales. [19] Una verificación reciente muestra que tanto el modelo de pronóstico europeo ECMWF como el modelo de mesoescala de América del Norte (NAM) muestran un sesgo bajo con cantidades de lluvia más intensas dentro de los ciclones tropicales. [20]
Regla de Kraft
A finales de la década de 1950, surgió esta regla , desarrollada por RH Kraft. [21] Se observó a partir de las cantidades de lluvia (en unidades imperiales) informadas por la red de precipitaciones de primer orden en los Estados Unidos que la precipitación total de la tormenta se ajusta a una ecuación simple: 100 dividido por la velocidad de movimiento en nudos. [22] Esta regla funciona, incluso en otros países, siempre que un ciclón tropical se esté moviendo y solo se utilice la red de estaciones sinópticas o de primer orden (con observaciones espaciadas aproximadamente a 60 millas (97 km) de distancia) para derivar los totales de tormentas. Canadá utiliza una versión modificada de la regla Kraft que divide los resultados por un factor de dos, que tiene en cuenta las temperaturas más bajas de la superficie del mar observadas alrededor del Atlántico canadiense y la prevalencia de sistemas que experimentan cizalladura vertical del viento en sus latitudes septentrionales. [20] El principal problema con esta regla es que la red de observación de precipitaciones es más densa que la red de informes sinópticos o las redes de estaciones de primer orden, lo que significa que es probable que se subestime el máximo absoluto. Otro problema es que no tiene en cuenta el tamaño del ciclón tropical o la topografía.
Ver también
- Pronóstico de ciclones tropicales
- Observación de ciclones tropicales
Referencias
- ^ Agencia Federal para el Manejo de Emergencias. ¿Estás listo? Archivado el 29 de junio de 2006 en la Wayback Machine. Recuperado el 5 de abril de 2006.
- ^ http://www.atmos.albany.edu/facstaff/tang/tcguidance/
- ^ https://arstechnica.com/science/2017/09/us-forecast-models-have-been-pretty-terrible-during-hurricane-irma/
- ^ Ivan Ray Tannehill . Huracanes. Princeton University Press: Princeton, 1942. Páginas 70-76.
- ^ a b Corene J. Matyas. Relacionar los patrones de precipitación de ciclones tropicales con el tamaño de la tormenta. Consultado el 14 de febrero de 2007.
- ^ Herbert Riehl. Meteorología tropical. McGraw-Hill Book Company, Inc .: Nueva York, 1954. Páginas 293-297.
- ^ Russell Pfost. Pronóstico cuantitativo de precipitación de ciclones tropicales. Consultado el 25 de febrero de 2007.
- ^ Roth, David M; Centro de predicción meteorológica (7 de enero de 2013). "Precipitación máxima causada por ciclones tropicales y sus remanentes por estado (1950-2012)". Punto máximo de ciclón tropical . Servicio Meteorológico Nacional de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos . Consultado el 15 de marzo de 2013 .
- ^ Shuyi S. Chen, John A. Knaff y Frank D. Marks, Jr. Efectos de la cizalladura vertical del viento y el movimiento de la tormenta en las asimetrías de precipitación de ciclones tropicales Deducidas de TRMM. Consultado el 28 de marzo de 2007.
- ^ Norman W. Junker. Original Maddox et al. Arquetipos de MCS asociados con inundaciones repentinas. Consultado el 24 de junio de 2007.
- ^ Norman W. Junker. Huracanes y lluvias extremas. Consultado el 13 de febrero de 2006.
- ^ Yuh-Lang Lin, S. Chiao, JA Thurman, DB Ensley y JJ Charney. Algunos ingredientes comunes para lluvias orográficas intensas y su aplicación potencial para la predicción. Consultado el 26 de abril de 2007.
- ^ John L. Guiney y Miles B. Lawrence. Huracán Mitch. Consultado el 26 de abril de 2007.
- ^ Frank Marks. GPM y ciclones tropicales. Archivado el 6 de octubre de 2006 en la Wayback Machine. Recuperado el 15 de marzo de 2007.
- ^ Elizabeth Ebert, Sheldon Kusselson y Michael Turk. Validación de los pronósticos del potencial de lluvia tropical (TRaP) para ciclones tropicales australianos. Consultado el 28 de marzo de 2007.
- ^ Stanley Q. Kidder, Sheldon J. Kusselson, John A. Knaff y Robert J. Kuligowski. Mejoras en la técnica del potencial experimental de lluvia tropical (TRaP). Archivado el 17 de agosto de 2007 en la Wayback Machine. Recuperado el 15 de marzo de 2007.
- ^ Timothy P. Marchok, Robert F. Rogers y Robert E. Tuleya. Mejora de la validación y predicción de las precipitaciones ciclónicas tropicales. Archivado el 10 de octubre de 2006 en la Wayback Machine. Recuperado el 15 de marzo de 2007.
- ^ Robert E. Tuleya, Mark DeMaria y Robert J. Kuligowski. Evaluación de GFDL y pronósticos de lluvia del modelo estadístico simple para tormentas tropicales que tocan tierra en los EE. UU.
- ^ Coordinador del programa WRF. Informe mensual del Coordinador del Programa WRF. Archivado el 11 de octubre de 2007 en la Wayback Machine. Recuperado el 10 de abril de 2007.
- ^ a b David M. Roth Tropical Cyclone Rainfall (presentación de julio de 2007). Consultado el 7 de mayo de 2009.
- ^ Frank Marks. Distribuciones de lluvia derivadas de WSR-88D en el huracán Danny (1997). Consultado el 13 de abril de 2007.
- ^ Norman W. Junker. Huracanes y lluvias extremas. Consultado el 15 de marzo de 2007.
enlaces externos
- Herramienta CLIQR: encuentra coincidencias históricas con ciclones tropicales en curso cerca de América del Norte y Puerto Rico