Техника Дворжака - Dvorak technique

Общие паттерны развития, наблюдаемые во время развития тропических циклонов, и их интенсивности, заданные Дворжаком

Метод Дворжака (разработанный между 1969 и 1984 Верноном Дворжаком ) - широко используемая система для оценки интенсивности тропических циклонов (которая включает в себя тропические депрессии, тропические штормы и ураганы / тайфуны / интенсивные тропические циклоны), основанная исключительно на видимых и инфракрасных спутниковых изображениях. . В рамках оценки силы тропических циклонов со спутника Дворжака существует несколько визуальных паттернов, которые может принимать циклон, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основными используемыми шаблонами являются шаблон изогнутых полос (T1.0-T4.5), шаблон сдвига (T1.5 – T3.5), шаблон центрального плотного облачного покрова (CDO) (T2.5 – T5.0), центральный холодный покров. (КТС) шаблон, шаблон полосатость глаз (T4.0-T4.5), и глаз модели (T4.5-T8.0).

И центральная плотная облачность, и встроенная глазковая диаграмма используют размер CDO. Интенсивность паттернов CDO начинается в T2,5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль / ч, 65 км / ч). Учитывается также форма центральной плотной облачности. Глазной узор использует холод верхушек облаков в окружающей массе гроз и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. После того, как образец идентифицирован, особенности шторма (такие как длина и кривизна полосатости) дополнительно анализируются для получения конкретного T-числа. Модель CCC указывает на незначительное развитие, несмотря на то, что вершины холодных облаков связаны с быстро развивающейся особенностью.

Некоторые агентства выдают номера интенсивности Дворака для тропических циклонов и их прекурсоров, в том числе Национальный центр ураганов «s Тропический анализ и прогноз Branch (TAFB), то NOAA / NESDIS Satellite Отделение анализа (SAB), и Объединенный Тайфун Центр предупреждения в Военно - морской метеорологии и команда океанографии в Перл-Харборе , Гавайи .

Эволюция метода

Метод Дворжака неправильно диагностирует интенсивность циклонов для штормов, таких как Субтропический шторм Андреа, поскольку он применим только к тропическим циклонам.

Первоначальное развитие этого метода произошло в 1969 году Верноном Дворжаком с использованием спутниковых снимков тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана. Система в том виде, в котором она была изначально задумана, включала сопоставление образов облачных объектов с моделью развития и распада. По мере совершенствования метода в 1970-х и 1980-х годах измерение характеристик облаков стало доминирующим в определении интенсивности тропических циклонов и центрального давления в зоне низкого давления тропических циклонов . Использование инфракрасных спутниковых изображений привело к более объективной оценке силы тропических циклонов глазами , используя верхние температуры облаков внутри глаз и сравнивая их с теплыми температурами внутри самого глаза. Ограничения на краткосрочное изменение интенсивности используются реже, чем в 1970-х и 1980-х годах. Центральное давление, приписываемое тропическим циклонам, потребовало модификации, поскольку первоначальные оценки были на 5–10 гПа (0,15–0,29 дюйма рт. Ст.) Слишком низкими в Атлантическом океане и на 20 гПа (0,59 дюймов рт. Это привело к развитию отдельной зависимости давления ветра для северо-западной части Тихого океана, разработанной Аткинсоном и Холлидеем в 1975 году, а затем измененной в 1977 году.

Поскольку люди-аналитики, использующие эту технику, приводят к субъективным предубеждениям, были предприняты попытки сделать более объективные оценки с помощью компьютерных программ, чему способствовали спутниковые снимки с более высоким разрешением и более мощные компьютеры. Поскольку спутниковая диаграмма тропических циклонов может колебаться во времени, в автоматизированных методах используется шестичасовой период усреднения, чтобы получить более надежные оценки интенсивности. Разработка объективной техники Дворжака началась в 1998 году, которая лучше всего работала с тропическими циклонами, у которых были глаза (силы урагана или тайфуна). Это все еще требовало ручного размещения центра, сохраняя некоторую субъективность в процессе. К 2004 году была разработана усовершенствованная методика Дворжака, в которой использовались особенности полос для систем с интенсивностью ниже урагана и для объективного определения центра тропического циклона. В 2004 г. было обнаружено смещение центрального давления, связанное с наклоном тропопаузы и температур верхней границы облаков, которые меняются с широтой, что помогло улучшить оценки центрального давления в рамках объективной методики.

Детали метода

Т-число Дворжака и соответствующая интенсивность
Т-номер 1 мин Ветры Категория ( SSHWS ) Мин. Давление (миллибар)
( узлы ) (миль / ч) (км / ч) Атлантический Северо-западная часть Тихого океана
1,0 - 1,5 25 29 45 ниже TD ---- ----
2.0 30 35 год 55 TD 1009 1000
2,5 35 год 40 65 TS 1005 998
3.0 45 52 83 TS 1000 991
3.5 55 63 102 TS- Cat 1 994 984
4.0 65 75 120 Кошка 1 987 976
4.5 77 89 143 Кот 1 - Кот 2 979 966
5.0 90 104 167 Кот 2 - Кот 3 970 954
5.5 102 117 189 Кошка 3 960 941
6.0 115 132 213 Кошка 4 948 927
6.5 127 146 235 Кошка 4 935 915
7.0 140 161 260 Кошка 5 921 898
7,5 155 178 287 Кошка 5 906 879
8.0 170 196 315 Кошка 5 890 858
8,5кинжал 185 213 343 Кошка 5 873 841
Примечание: давления, показанные для бассейна северо-западной части Тихого океана, ниже, поскольку давление всего бассейна относительно ниже, чем давление в бассейне Атлантического океана.
кинжалЗначения 8.1–8.5 присваиваются только автоматизированными передовыми системами Дворжака CIMSS и NOAA и не используются в субъективном анализе.
Улучшенные изображения Дворжака Тайфуна Хайян в точке T8.0

В развивающемся циклоне этот метод использует тот факт, что циклоны одинаковой интенсивности, как правило, имеют определенные характерные особенности, и по мере их усиления они имеют тенденцию изменять внешний вид предсказуемым образом. Структура и организация тропического циклона отслеживаются в течение 24 часов, чтобы определить, ослабел ли шторм, сохранил ли его интенсивность или усилился. Различные центральные облака и характеристики полос сравниваются с шаблонами, которые показывают типичные модели штормов и связанную с ними интенсивность. Если инфракрасные спутниковые изображения доступны для циклона с видимым рисунком глаз, то метод использует разницу между температурой теплого глаза и окружающих верхушек холодных облаков для определения интенсивности (более холодные верхушки облаков обычно указывают на более интенсивный шторм). В каждом случае шторму присваиваются «Т-число» (сокращение от «Тропический номер») и значение текущей интенсивности (CI). Диапазон этих измерений составляет от 1 (минимальная интенсивность) до 8 (максимальная интенсивность). T-число и значение CI одинаковы, за исключением ослабляющих штормов, и в этом случае CI выше. Для ослабляющих систем CI принимается как интенсивность тропического циклона в течение 12 часов, хотя исследования Национального центра ураганов показывают, что шесть часов более разумно. Таблица справа показывает приблизительную скорость приземного ветра и давление на уровне моря, которые соответствуют заданному T-числу. Величина, на которую тропический циклон может изменить силу за 24-часовой период, ограничена 2,5 Т-числами в день.

Типы узоров

В рамках оценки спутниковой силы Дворжака для тропических циклонов существует несколько визуальных паттернов, которые может принимать циклон, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основными используемыми шаблонами являются шаблон изогнутых полос (T1.0-T4.5), шаблон сдвига (T1.5-T3.5), шаблон центрального плотного облачности (CDO) (T2.5-T5.0), рисунок глазков с полосами. (T4.0-T4.5), глазковая диаграмма (T4.5 - T8.0) и центральная форма холодного покрова (CCC). И центральная плотная облачность, и встроенная глазковая диаграмма используют размер CDO. Интенсивности схемы CDO начинаются с T2,5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль в час (64 км / ч)). Учитывается также форма центральной плотной облачности. Чем дальше центр загибается в CDO, тем сильнее он считается. У тропических циклонов с максимально устойчивыми ветрами от 65 миль в час (105 км / ч) до 100 миль в час (160 км / ч) их центр циркуляции может быть скрыт из-за облачности центральной плотной облачности на видимых и инфракрасных спутниковых изображениях, которые делает диагностику их интенсивности сложной задачей.

Картина CCC с ее большой и быстро развивающейся массой толстых перистых облаков, распространяющихся из зоны конвекции около центра тропического циклона в течение короткого периода времени, указывает на незначительное развитие. Когда он развивается, полосы дождя и облачности вокруг тропического циклона ослабевают, и толстый облачный щит закрывает центр циркуляции. Хотя это похоже на паттерн CDO, его редко можно увидеть.

Глазной узор использует холод верхушек облаков в окружающей массе гроз и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. Ветры в тропических циклонах также можно оценить путем отслеживания объектов в пределах CDO с использованием изображений с геостационарных спутников быстрого сканирования, снимки которых делаются с интервалом в несколько минут, а не каждые полчаса.

После того, как образец идентифицирован, особенности шторма (такие как длина и кривизна полосатости) дополнительно анализируются для получения конкретного T-числа.

использование

Несколько агентств публикуют данные об интенсивности по Дворжаку для тропических циклонов и их предшественников. К ним относятся Отделение тропического анализа и прогнозов Национального центра ураганов (TAFB), Отделение спутникового анализа Национального управления океанических и атмосферных исследований (SAB) и Объединенный центр предупреждения о тайфунах в Тихоокеанском центре метеорологии и океанографии ВМС в Перл-Харборе, Гавайи.

Национальный центр ураганов часто цитирует Т-числа Дворжака в своих продуктах по тропическим циклонам. Следующий пример взят из обсуждения номер 3 Тропической депрессии 24 (в конечном итоге урагана Вильма ) сезона ураганов в Атлантике 2005 года :

BOTH TAFB AND SAB CAME IN WITH A DVORAK SATELLITE INTENSITY ESTIMATE OF T2.5/35 KT. HOWEVER ...OFTENTIMES THE SURFACE WIND FIELD OF LARGE DEVELOPING LOW PRESSURE SYSTEMS LIKE THIS ONE WILL LAG ABOUT 12 HOURS BEHIND THE SATELLITE SIGNATURE. THEREFORE... THE INITIAL INTENSITY HAS ONLY BEEN INCREASED TO 30 KT.

Обратите внимание, что в этом случае T-число Дворака (в данном случае T2,5) просто использовалось в качестве ориентира, но другие факторы определяли, как NHC решил установить интенсивность системы.

Кооперативный институт по метеорологическим спутниковым исследованиям (CIMSS) в Университете Висконсин-Мэдисон разработал Objective Dvorak Technique (ODT). Это модифицированная версия метода Дворжака, который использует компьютерные алгоритмы, а не субъективную человеческую интерпретацию для получения числа CI. Обычно это не применяется для тропических депрессий или слабых тропических штормов. Ожидается, что Китайское метеорологическое агентство (CMA) в ближайшем будущем начнет использовать стандартную версию Dvorak 1984 года. Метеорологический департамент индийской (IMD) предпочитает использовать видимые спутниковые снимки по инфракрасной съемки из - за предполагаемой высокой предвзятость в оценках , полученных из ИК - изображений в ранние утренние часы конвективного максимума. Японское метеорологическое агентство (ЯМА) использует инфракрасную версию Дворжак над видимой версией снимков. Обсерватория Гонконга и JMA продолжают использовать Дворак после выхода на сушу тропического циклона. Различные центры держат максимальную силу тока в течение 6–12 часов, хотя это правило нарушается, когда очевидно быстрое ослабление.

Сайт гражданской науки Cyclone Center использует модифицированную версию метода Дворжака для классификации тропической погоды после 1970 года.

Преимущества и недостатки

Наиболее значительным преимуществом использования этого метода является то, что он предоставил более полную историю интенсивности тропических циклонов в районах, где воздушная разведка невозможна и обычно недоступна. Оценки интенсивности максимального устойчивого ветра в настоящее время находятся в пределах 5 миль в час (8,0 км / ч) от того, что самолет может измерить в половине случаев, хотя оценка интенсивности систем с силой находится в диапазоне от умеренной силы тропического шторма (60 миль в час). час (97 км / ч)), а слабая сила урагана или тайфуна (100 миль в час (160 км / ч)) является наименее достоверной. Его общая точность не всегда была верной, поскольку усовершенствования техники привели к изменениям интенсивности в период с 1972 по 1977 год до 20 миль в час (32 км / ч). Этот метод внутренне согласован в том, что он ограничивает быстрое увеличение или уменьшение интенсивности тропических циклонов. Некоторые тропические циклоны колеблются в силе больше, чем предел 2,5 т в день, разрешенный правилом, что может работать в ущерб методике и приводило к временному отказу от ограничений с 1980-х годов. Системы с маленькими глазами возле края или края спутникового изображения могут быть слишком слабо смещены с помощью этого метода, который может быть разрешен с помощью полярно-орбитальных спутниковых изображений . Интенсивность субтропических циклонов не может быть определена с помощью Дворжака, что привело к развитию техники Хеберта-Потита в 1975 году. Циклоны, находящиеся во внетропическом переходе, теряют свою грозовую активность, поэтому их интенсивность недооценивается с помощью метода Дворжака. Это привело к развитию техники внетропических переходов Миллера и Лендера , которую можно использовать в этих обстоятельствах.

Смотрите также

Другие инструменты, используемые для определения интенсивности тропических циклонов:

использованная литература

внешние ссылки

Агентства, выпускающие оценки интенсивности Дворжака
Другой