Дворжак техника - Dvorak technique

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

В Дворжак техника (разработан между 1969 и 1984 гг. Вернон Дворжак ) - широко используемая система для оценки тропический циклон интенсивность (которая включает тропическую депрессию, тропический шторм и интенсивность ураганов / тайфунов / интенсивных тропических циклонов) основана исключительно на видимых и инфракрасный спутниковые снимки. В оценке мощности спутника Дворжака для тропических циклонов есть несколько визуальные шаблоны что циклон может принимать, что определяет верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основные используемые шаблоны - изогнутые группа узор (T1.0-T4.5), образец сдвига (T1.5 – T3.5), центральная плотная облачность (CDO) (T2.5 – T5.0), центральная картина холодного покрова (CCC), полосатость глаз рисунок (T4.0 – T4.5) и рисунок глаз (T4.5 – T8.0).

Оба центральная густая облачность а встроенная глазковая диаграмма использует 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 рисунок использует холод верхних частей 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. Паттерн CCC указывает на незначительное развитие, несмотря на то, что вершины холодных облаков связаны с быстро развивающейся особенностью.

Несколько агентств публикуют данные об интенсивности по Дворжаку для тропических циклонов и их предшественников, включая Национальный центр ураганов с Отделение тропического анализа и прогнозов (TAFB), NOAA /НЕСДИС Отделение спутникового анализа (SAB), а Объединенный центр предупреждения о тайфунах на Командование морской метеорологии и океанографии в Перл Харбор, Гавайи.

Эволюция метода

Метод Дворжака не позволяет правильно диагностировать интенсивность циклонов для таких штормов, как Субтропический шторм Андреа поскольку это относится только к тропическим циклонам

Первоначальное развитие этой техники 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, предполагала сопоставление образов облачных структур с моделью развития и распада. По мере совершенствования техники в 1970-е и 1980-е годы измерение характеристик облаков стало доминирующим в определении интенсивности тропических циклонов и центрального давления тропических циклонов. зона низкого давления. Использование инфракрасного спутниковые снимки привела 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 ртутного столба) слишком низкими в Атлантическом океане и на 20 гПа (0,59 дюймов ртутного столба) слишком высокими в северо-западной части Тихого океана. 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.[1]

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, что позволяет 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 характеристики 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 тропопауза и температуры верхней границы облаков, которые меняются с широтой, что помогло улучшить оценки центрального давления в рамках объективной методики.[1]

Подробная информация о методе

Т-число Дворжака и соответствующая интенсивность[2]
Т-номер1 мин ВетрыКатегория (SSHWS )Мин. Давление (миллибар)
(узлы )(миль / ч)(км / ч)АтлантическийNW Pacific
1.0 – 1.5252945ниже TD--------
2.0303555TD10091000
2.5354065TS1005998
3.0455283TS1000991
3.55563102TS-Кошка 1994984
4.06575120Кошка 1987976
4.57789143Кошка 1 –Кот 2979966
5.090104167Кот 2 –Кошка 3970954
5.5102117189Кошка 3960941
6.0115132213Кошка 4948927
6.5127146235Кошка 4935915
7.0140161260Кошка 5921898
7.5155178287Кошка 5906879
8.0170196315Кошка 5890858
8.5кинжал185213343Кошка 5873841
Примечание: давления, показанные для бассейна северо-западной части Тихого океана, ниже, поскольку давление всего бассейна относительно ниже, чем давление в бассейне Атлантического океана.[3]
кинжалЗначения 8.1–8.5 присваиваются только CIMSS а также автоматизированные передовые системы Дворжака NOAA, которые не используются в субъективном анализе.[4]
Дворжак улучшенные изображения Тайфун Хайян при T8.0

В развивающемся циклоне используется то обстоятельство, что циклоны аналогичного интенсивность имеют тенденцию иметь определенные характерные особенности, и по мере их усиления они имеют тенденцию изменяться по внешнему виду 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.[5] Если для циклона с видимым рисунком глаз доступны инфракрасные спутниковые снимки, тогда метод использует разницу между температурой теплого глаза и окружающих верхних 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).[3] T-число и значение CI одинаковы, за исключением ослабляющих штормов, и в этом случае CI выше.[6][7] Для ослабляющих систем CI принимается как интенсивность тропического циклона в течение 12 часов, хотя исследования Национальный центр ураганов указывает, что шесть часов более разумно.[8] В таблице справа показана приблизительная скорость приземного ветра и давление на уровне моря что соответствует заданному T-номеру.[9] Величина, на которую тропический циклон может изменить силу за 24-часовой период, ограничена 2,5 Т-числами в день.[1]

Типы узоров

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 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).[10] И центральная плотная облачность, и встроенная глазковая диаграмма используют размер CDO. Интенсивность схемы CDO начинается 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.[11] У тропических циклонов с максимальными устойчивыми ветрами от 65 миль в час (105 км / ч) до 100 миль в час (160 км / ч) их центр циркуляции может быть закрыт облачностью на видимых и инфракрасных спутниковых изображениях, что позволяет диагностировать их интенсивность. вызов.[12]

Узор CCC с его большой и быстро развивающейся массой толстых перистые облака распространение за короткий промежуток времени из зоны конвекции вблизи центра тропического циклона указывает на незначительное развитие. Когда он развивается, полосы дождя и полосы облаков вокруг тропического циклона ослабевают, и толстый облачный щит закрывает центр циркуляции. Хотя он напоминает паттерн CDO, его редко можно увидеть.[10]

Глазной рисунок использует холод верхних частей облаков в окружающей массе гроз и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон.[11] Ветры в тропических циклонах также можно оценить, отслеживая особенности в пределах CDO с помощью быстрого сканирования. снимки с геостационарных спутников, чьи снимки делаются с разницей в несколько минут, а не каждые полчаса.[13]

После того, как образец идентифицирован, особенности шторма (такие как длина и кривизна полосатости) дополнительно анализируются для получения конкретного T-числа.[14]

использование

Несколько агентств публикуют данные по Дворжаку для тропических циклонов и их предшественников. В их число входят 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.[9]

Национальный центр ураганов часто цитирует Т-числа Дворжака в своих продуктах по тропическим циклонам. Следующий пример взят из обсуждения номер 3 книги «Тропическая депрессия 24» (в конечном итоге Ураган Вильма ) из 2005 сезон ураганов в Атлантике:[15]

И TAFB, и SAB пришли с оценкой интенсивности спутника DVORAK T2,5 / 35 KT. ОДНАКО ... ЧАСТО ПОВЕРХНОСТНОЕ ВЕТРОВОЕ ПОЛЕ БОЛЬШИХ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ, ПОДОБНЫХ ЭТОЙ, БУДЕТ ОТСТАВЛЯТЬСЯ НА 12 ЧАСОВ ПОСЛЕ СПУТНИКОВОЙ ПОДПИСИ. ПОЭТОМУ ... НАЧАЛЬНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ПОВЫШЕНА ТОЛЬКО ДО 30 КТ.

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.

В Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (CIMSS) в Университет Висконсина-Мэдисона разработал методику Объективного Дворака (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.[9] В Китайское метеорологическое агентство (CMA), как ожидается, в ближайшем будущем начнет использовать стандартную версию Dvorak 1984 года. В Индийский метеорологический департамент (IMD) предпочитает использовать видимые спутниковые изображения, а не инфракрасные из-за воспринимаемой высокой систематической ошибки в оценках, полученных на основе инфракрасных изображений в ранние утренние часы конвективного максимума. В Японское метеорологическое агентство (JMA) использует инфракрасную версию Дворака вместо версии видимых изображений. Обсерватория Гонконга и JMA продолжает использовать Дворжак 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.[8]

Гражданская наука сайт Циклон Центр использует модифицированную версию метода Дворжака для классификации тропической погоды после 1970 года.[16]

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 максимальный устойчивый ветер в настоящее время находятся в пределах 5 миль в час (8,0 км / ч) от того, что самолет может измерить половину времени, хотя определение интенсивности систем с силой между умеренной силой тропического шторма (60 миль в час (97 км / ч) )) и 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 привело к временному отказу от ограничений с 1980-х годов. Системы с маленькими глазами возле конечности или края спутникового изображения могут быть слишком слабо смещены с помощью этого метода, который можно разрешить с помощью спутниковые снимки на полярной орбите. Интенсивность субтропического циклона не может быть определена с помощью Дворжака, что привело к развитию Техника Эберта-Потеа в 1975 году. Циклоны, находящиеся во внетропическом переходе и теряющие грозовую активность, видят, что их интенсивность недооценена с использованием метода Дворжака. Это привело к разработке Miller and Lander. техника внетропического перехода которые можно использовать в этих обстоятельствах.[1]

Смотрите также

Другие инструменты, используемые для определения интенсивности тропических циклонов:

Рекомендации

  1. ^ а б c d Фельден, Кристофер; Брюс Харпер; Фрэнк Уэллс; Джон Л. Бевен II; Рэй Зер; Тимоти Оландер; Макс Мэйфилд; Чарльз «Чип» Страж; Марк Лендер; Роджер Эдсон; Ликсион Авила; Эндрю Бертон; Майк Терк; Акихиро Кикучи; Адам Кристиан; Филипп Карофф и Пол МакКрон (сентябрь 2006 г.). «Метод оценки интенсивности тропических циклонов Дворжака: спутниковый метод, применяемый более 30 лет» (PDF). Бюллетень Американского метеорологического общества. 87 (9): 1195–1214. Bibcode:2006БАМС ... 87,1195В. Дои:10.1175 / bams-87-9-1195. Получено 2012-09-26.
  2. ^ Отдел спутникового и информационного обслуживания (17 апреля 2005 г.). "График силы тока Дворжака". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 2006-06-12.
  3. ^ а б Ландси, Крис (2006). «Тема: H1) Что такое техника Дворжака и как она используется?». Отдел исследования ураганов. Получено 2012-09-09.
  4. ^ Тимоти Л. Оландер; Кристофер С. Велден (февраль 2015 г.). ADT - Расширенное руководство пользователя техники Дворака (McIDAS, версия 8.2.1) (PDF). Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (Отчет). Университет Висконсина-Мэдисона. п. 49. Получено 29 октября, 2015.
  5. ^ Лаборатория военно-морских исследований. «Справочное руководство для прогнозистов тропических циклонов». ВМС США. Получено 2006-05-29.
  6. ^ Леффлер, Дж. «Сравнение кривой Т-числа между JTWC и JMA». Архивировано из оригинал на 2006-07-25.
  7. ^ Национальное управление океанических и атмосферных исследований Спутниковая и информационная служба (26.08.2011). «Объяснение техники Дворжака». Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 2006-05-29.
  8. ^ а б Бертон, Эндрю; Кристофер Велден (16.04.2011). "Труды Международного семинара по спутниковому анализу тропических циклонов, отчет № TCP-52" (PDF). Всемирная метеорологическая организация. стр. 3–4. Получено 2012-11-23.
  9. ^ а б c Фельден, Кристофер; Тимоти Л. Оландер и Раймонд М. Зер (март 1998 г.). «Разработка объективной схемы для оценки интенсивности тропических циклонов на основе цифровых геостационарных спутниковых инфракрасных изображений». Погода и прогнозирование. Университет Висконсина. 13 (1): 172–186. Bibcode:1998WtFor..13..172V. Дои:10.1175 / 1520-0434 (1998) 013 <0172: DOAOST> 2.0.CO; 2. Получено 2012-09-09.
  10. ^ а б Лендер, Марк А. (январь 1999 г.). «Фотографии месяца: тропический циклон с огромным холодным покровом в центре». Ежемесячный обзор погоды. Американское метеорологическое общество. 127: 132–134. Bibcode:1999MWRv..127..132L. Дои:10.1175 / 1520-0493 (1999) 127 <0132: atcwae> 2.0.co; 2.
  11. ^ а б Дворжак, Вернон Ф. (февраль 1973 г.). «Методика анализа и прогнозирования интенсивности тропических циклонов по спутниковым снимкам». Национальное управление океанических и атмосферных исследований: 5–8. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  12. ^ Виммерс, Энтони; Чистофер Фельден (2012). «Достижения в объективной фиксации центра тропических циклонов с использованием многоспектральных спутниковых изображений». Американское метеорологическое общество. Получено 2012-08-12.
  13. ^ Роджерс, Эдвард; Р. Сесил Джентри; Уильям Шенк и Винсент Оливер (май 1979 г.). «Преимущества использования спутниковых изображений с коротким интервалом для определения ветра для тропических циклонов». Ежемесячный обзор погоды. Американское метеорологическое общество. 107 (5): 575–584. Bibcode:1979MWRv..107..575R. Дои:10.1175 / 1520-0493 (1979) 107 <0575: tbousi> 2.0.co; 2.
  14. ^ Де Мария, Марк (19 апреля 1999). «Спутниковое приложение - прогнозирование погоды в тропиках». Архивировано из оригинал на 2006-08-13. Получено 2006-05-29.
  15. ^ Стюарт, Стейси (2005-10-16). "NHC Tropical Depression 24 Дискуссия номер 3". Национальный центр ураганов. Получено 2006-05-29.
  16. ^ «Циклонный центр». www.cyclonecenter.org. Получено 2015-08-05.

внешняя ссылка

Агентства, выдающие оценки интенсивности Дворжака
Другой