Техника Дворжака
Метод Дворжака (разработанный между 1969 и 1984 годами Верноном Дворжаком ) — широко используемая система для оценки интенсивности тропических циклонов (которая включает в себя тропическую депрессию, тропический шторм и интенсивность ураганов/тайфунов/интенсивных тропических циклонов) на основе исключительно видимых и инфракрасных спутниковых изображений . . В рамках спутниковой оценки силы тропических циклонов Дворжака существует несколько визуальных моделей , которые может принимать циклон, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основные используемые схемы: диаграмма изогнутых полос (T1.0–T4.5), схема сдвига (T1.5–T3.5), плотной облачности центральная схема (CDO) (T2.5–T5.0), центральная схема холодного покрова. (CCC) рисунок, полосатый рисунок глазка (T4.0–T4.5) и рисунок глазка (T4.5–T8.0).
И центральная плотная облачность , и встроенный глазковый узор используют размер CDO. Интенсивность модели CDO начинается с Т2,5, что соответствует минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль в час, 65 км/ч). Также учитывается форма центральной плотной облачности. Рисунок глаза использует холод вершин облаков в окружающей массе гроз и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. После того как закономерность определена, характеристики шторма (такие как длина и кривизна полос) дополнительно анализируются для получения определенного Т-числа. Модель CCC указывает на незначительное развитие, несмотря на холодные вершины облаков, связанные с быстро развивающимся объектом.
Несколько агентств публикуют данные Дворжака об интенсивности тропических циклонов и их предшественников, в том числе ураганов Национального центра Отдел тропического анализа и прогнозов (TAFB), NOAA / NESDIS Отдел спутникового анализа (SAB) и Объединенный центр предупреждения о тайфунах Военно -морской метеорологии. и Океанографическое управление в Перл-Харборе , Гавайи .
Эволюция метода
[ редактировать ]Первоначальная разработка этого метода произошла в 1969 году Верноном Дворжаком с использованием спутниковых изображений тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана. Система в том виде, в каком она была изначально задумана, включала сопоставление шаблонов особенностей облака с моделью развития и распада. тропических циклонов По мере развития этого метода в 1970-х и 1980-х годах измерение характеристик облаков стало доминирующим при определении интенсивности тропических циклонов и центрального давления в области низкого давления . Использование инфракрасных спутниковых изображений привело к более объективной оценке силы тропических циклонов с помощью глаз , используя температуру верхней границы облаков внутри стенки глаза 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 Атлантике и до 20 гПа (0,59 дюйма рт. ст.) слишком высокими в северо-западной части Тихого океана. Это привело к разработке отдельной зависимости ветра и давления 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 усилия по получению более объективных оценок с использованием компьютерных программ, чему способствовали спутниковые изображения с более высоким разрешением и более мощные компьютеры. Поскольку характер спутниковых тропических циклонов может меняться с течением времени, автоматизированные методы используют шестичасовой период усреднения, чтобы обеспечить более надежные оценки интенсивности. Разработка объективной методики Дворжака началась в 1998 году, которая лучше всего работала с тропическими циклонами, имеющими глаза (силы урагана или тайфуна). По-прежнему требовалось ручное размещение центра, что сохраняло некоторую субъективность в процессе. К 2004 году была разработана усовершенствованная методика Дворжака, которая использовала характеристики полос для систем ниже интенсивности урагана и объективно определяла центр тропического циклона. В 2004 году было обнаружено смещение центрального давления, связанное с наклоном тропопаузы и температурой верхней границы облаков, которые изменяются в зависимости от широты, что помогло улучшить оценки центрального давления в рамках объективного метода. [1]
Подробности метода
[ редактировать ]Т-номер | 1-минутный ветер | Категория ( SSHWS ) | Мой. Давление (миллибары) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
( узлы ) | (миль в час) | (км/ч) | Атлантический | Северо-запад Тихого океана | ||
1.0 – 1.5 | 25 | 29 | 45 | ниже TD | ---- | ---- |
2.0 | 30 | 35 | 55 | ТД | 1009 | 1000 |
2.5 | 35 | 40 | 65 | ТС | 1005 | 998 |
3.0 | 45 | 52 | 83 | ТС | 1000 | 991 |
3.5 | 55 | 63 | 102 | TS- Кот 1 | 994 | 984 |
4.0 | 65 | 75 | 120 | Кот 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 | Кот 3 | 960 | 941 |
6.0 | 115 | 132 | 213 | Кот 4 | 948 | 927 |
6.5 | 127 | 146 | 235 | Кот 4 | 935 | 915 |
7.0 | 140 | 161 | 260 | Кот 5 | 921 | 898 |
7.5 | 155 | 178 | 287 | Кот 5 | 906 | 879 |
8.0 | 170 | 196 | 315 | Кот 5 | 890 | 858 |
8.5† | 185 | 213 | 343 | Кот 5 | 873 | 841 |
Примечание. Давления, показанные для бассейна северо-западной части Тихого океана, ниже, поскольку давление всего бассейна относительно ниже, чем давление в Атлантическом бассейне. [3] †Значения 8,1–8,5 присваиваются только усовершенствованными автоматизированными системами Дворака CIMSS и NOAA и не используются в субъективном анализе. [4] |
В развивающемся циклоне этот метод использует тот факт, что циклоны одинаковой интенсивности имеют тенденцию иметь определенные характерные особенности и по мере их усиления имеют тенденцию изменять свой внешний вид предсказуемым образом. Структура и организация тропического циклона отслеживаются в течение 24 часов, чтобы определить, ослаб ли шторм, сохранил свою интенсивность или усилился. Различные особенности центральной облачности и полос сравниваются с шаблонами, которые показывают типичные модели штормов и связанную с ними интенсивность. [5] Если доступны инфракрасные спутниковые снимки циклона с видимой глазковой диаграммой, то для определения интенсивности этот метод использует разницу между температурой теплого глаза и вершины окружающих холодных облаков (более холодные вершины облаков обычно указывают на более интенсивный шторм). В каждом случае шторму присваиваются «Т-номер» (сокращение от тропического номера) и значение силы тока (CI). Эти измерения варьируются от 1 (минимальная интенсивность) до 8 (максимальная интенсивность). [3] Число T и значение CI одинаковы, за исключением ослабевающих штормов, в этом случае CI выше. [6] [7] Для ослабляющих систем CI принимается как интенсивность тропического циклона в течение 12 часов, хотя исследования Национального центра ураганов показывают, что шесть часов более разумны. [8] В таблице справа показаны приблизительные скорость приземного ветра и давление на уровне моря , соответствующие данному Т-числу. [9] Величина изменения силы тропического циклона за 24 часа ограничена 2,5 Т-числами в день. [1]
Типы узоров
[ редактировать ]В рамках спутниковой оценки силы тропических циклонов Дворжака существует несколько визуальных моделей, 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 центральной плотной облачности (CDO) (T2.5-T5.0), шаблон полосатого глаза. (T4.0-T4.5), глазковый рисунок (T4.5-T8.0) и центральный рисунок холодного покрова (CCC). [10] И центральная плотная облачность, и встроенная глазковая диаграмма используют размер CDO. Интенсивность модели CDO начинается с T2,5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль в час (64 км/ч)). Также учитывается форма центральной плотной облачности. Чем дальше центр находится в CDO, тем сильнее он считается. [11] Центр циркуляции тропических циклонов с максимальной продолжительной скоростью ветра от 65 миль в час (105 км/ч) до 100 миль в час (160 км/ч) может быть скрыт из-за облачности центральной плотной облачности на видимых и инфракрасных спутниковых изображениях, что затрудняет диагностику их интенсивности. [12]
Модель CCC с большой и быстро развивающейся массой толстых перистых облаков, распространяющихся из области конвекции вблизи центра тропического циклона в течение короткого периода времени, указывает на незначительное развитие. Когда он развивается, полосы дождя и линии облаков вокруг тропического циклона ослабевают, а толстый облачный щит закрывает центр циркуляции. Хотя он и напоминает шаблон CDO, его редко можно увидеть. [10]
Рисунок глаза использует холод вершин облаков в окружающей массе гроз и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. [11] Ветры внутри тропических циклонов также можно оценить, отслеживая особенности внутри CDO с помощью геостационарных спутниковых изображений быстрого сканирования , снимки которых делаются с интервалом в несколько минут, а не каждые полчаса. [13]
После того как закономерность определена, характеристики шторма (такие как длина и кривизна полос) дополнительно анализируются для получения определенного Т-числа. [14]
Использование
[ редактировать ]Несколько агентств публикуют данные Дворжака об интенсивности тропических циклонов и их предшественников. К ним относятся Отделение тропического анализа и прогнозирования Национального центра ураганов (TAFB), Отделение спутникового анализа (SAB) Национального управления океанических и атмосферных исследований и Объединенный центр предупреждения о тайфунах Тихоокеанского военно-морского центра метеорологии и океанографии в Перл-Харборе, Гавайи. [9]
Национальный центр ураганов часто цитирует Т-номера Дворжака в своих продуктах о тропических циклонах. Следующий пример взят из обсуждения номер 3 Тропической депрессии 24 (в конечном итоге урагана Вильма ) сезона ураганов в Атлантике 2005 года : [15]
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 Т-число Дворжака (в данном случае T2,5) использовалось просто в качестве ориентира, но другие факторы определяли, как NHC решил установить интенсивность системы.
Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (CIMSS) при Университете Висконсин-Мэдисон разработал метод объективного Дворжака (ODT). Это модифицированная версия метода Дворжака, в которой для получения числа CI используются компьютерные алгоритмы, а не субъективная человеческая интерпретация. Обычно это не применяется для тропических депрессий или слабых тропических штормов. [9] года . Ожидается, что Китайское метеорологическое агентство (CMA) в ближайшем будущем начнет использовать стандартную версию Дворжака 1984 Индийский метеорологический департамент (IMD) предпочитает использовать видимые спутниковые изображения инфракрасным изображениям из-за кажущейся высокой систематической ошибки в оценках, полученных на основе инфракрасных изображений в ранние утренние часы конвективного максимума. Японское метеорологическое агентство (JMA) использует инфракрасную версию Дворжака вместо версии видимых изображений. Гонконгская обсерватория и JMA продолжают использовать Дворжак после выхода на берег тропического циклона. Различные центры удерживают максимальную силу тока в течение 6–12 часов, однако это правило нарушается, когда очевидно быстрое ослабление. [8]
Гражданский научный сайт Cyclone Center использует модифицированную версию метода Дворжака для классификации тропической погоды после 1970 года. [16]
-
Тропический шторм Вильма на T3.0
-
Тропический шторм Деннис на T4.0
-
Ураган Жанна на Т5.0
-
Ураган Эмили на Т6.0
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Наиболее значительным преимуществом использования этого метода является то, что он обеспечивает более полную историю интенсивности тропических циклонов в районах, где авиационная 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 самолеты могут измерить половину времени, хотя определение интенсивности систем с силой между умеренными тропическими штормами (60 миль в час) час (97 км/ч)) и слабый ураган или тайфун (100 миль в час (160 км/ч)) наименее вероятен. Его общая точность не всегда была верной, поскольку усовершенствования техники привели к изменению интенсивности в период с 1972 по 1977 год до 20 миль в час (32 км/ч). Этот метод внутренне последователен в том смысле, что он ограничивает быстрое увеличение или уменьшение интенсивности тропических циклонов. Сила некоторых тропических циклонов колеблется более, чем предел в 2,5 Т в день, разрешенный правилом, что может нанести ущерб методу и с 1980-х годов приводило к периодическому отказу от ограничений. Системы с маленькими глазками вблизи края или края спутникового изображения могут быть слишком слабо смещены с помощью этого метода, что можно решить с помощью использования полярно-орбитальные спутниковые снимки . Интенсивность субтропических циклонов невозможно определить с помощью Дворжака, что привело к разработке метода Хеберта-Потита в 1975 году. Циклоны, претерпевающие внетропический переход и теряющие грозовую активность, видят свою интенсивность недооцененной с использованием метода Дворжака. Это привело к разработке метода внетропического перехода Миллера и Ландера , который можно использовать в этих обстоятельствах. [1]
См. также
[ редактировать ]Другие инструменты, используемые для определения интенсивности тропических циклонов:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Вельден, 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 МакКроун (сентябрь 2006 г.). «Методика оценки интенсивности тропических циклонов Дворжака: спутниковый метод, существующий более 30 лет» (PDF) . Бюллетень Американского метеорологического общества . 87 (9): 1195–1214. Бибкод : 2006BAMS...87.1195V . дои : 10.1175/bams-87-9-1195 . S2CID 15193271 . Проверено 26 сентября 2012 г.
- ^ Отдел спутникового и информационного обслуживания (17 апреля 2005 г.). «Диаграмма силы тока Дворжака» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 12 июня 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ландси, Крис (2006). «Тема: H1) Что такое техника Дворжака и как она используется?» . Отдел исследования ураганов . Проверено 9 сентября 2012 г.
- ^ Тимоти Л. Оландер; Кристофер С. Вельден (февраль 2015 г.). ADT – Руководство пользователя по расширенной методике Дворжака (McIDAS, версия 8.2.1) (PDF) . Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (отчет). Университет Висконсина-Мэдисона . п. 49 . Проверено 29 октября 2015 г.
- ^ Военно-морская исследовательская лаборатория. «Справочное руководство для прогнозистов тропических циклонов» . ВМС США . Архивировано из оригинала 11 августа 2006 г. Проверено 29 мая 2006 г.
- ^ Леффлер, Дж. В. «Сравнение кривых T-числа между JTWC и JMA» . Архивировано из оригинала 25 июля 2006 г.
- ^ Национального управления океанических и атмосферных исследований Спутниковая и информационная служба (26 августа 2011 г.). «Объяснение техники Дворжака» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 29 мая 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бертон, Эндрю; Кристофер Велден (16 апреля 2011 г.). «Материалы международного семинара по спутниковому анализу тропических циклонов, отчет № TCP-52» (PDF) . Всемирная метеорологическая организация . стр. 3–4 . Проверено 23 ноября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Вельден, Кристофер; Тимоти Л. Оландер и Раймонд М. Зер (март 1998 г.). «Разработка целевой схемы для оценки интенсивности тропических циклонов по цифровым инфракрасным изображениям геостационарного спутника» . Погода и прогнозирование . 13 (1). Университет Висконсина: 172–186. Бибкод : 1998WtFor..13..172V . doi : 10.1175/1520-0434(1998)013<0172:DOAOST>2.0.CO;2 . S2CID 913230 . Проверено 9 сентября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ландер, Марк А. (январь 1999 г.). «Фотографии месяца: тропический циклон с огромным холодным покровом в центре» . Ежемесячный обзор погоды . 127 (1). Американское метеорологическое общество : 132–134. Бибкод : 1999MWRv..127..132L . doi : 10.1175/1520-0493(1999)127<0132:atcwae>2.0.co;2 .
- ^ Перейти обратно: 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.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Виммерс, Энтони; Чистофер Вельден (2012). «Достижения в области объективного определения центров тропических циклонов с использованием мультиспектральных спутниковых изображений» . Американское метеорологическое общество . Проверено 12 августа 2012 г.
- ^ Роджерс, Эдвард; Р. Сесил Джентри; Уильям Шенк и Винсент Оливер (май 1979 г.). «Преимущества использования спутниковых изображений с коротким интервалом времени для определения ветров тропических циклонов» . Ежемесячный обзор погоды . 107 (5). Американское метеорологическое общество: 575–584. Бибкод : 1979MWRv..107..575R . doi : 10.1175/1520-0493(1979)107<0575:tbousi>2.0.co;2 . hdl : 2060/19790002501 .
- ^ Де Мария, Марк (19 апреля 1999 г.). «Спутниковое приложение — прогнозирование тропической погоды» . Архивировано из оригинала 13 августа 2006 г. Проверено 29 мая 2006 г.
- ^ Стюарт, Стейси (16 октября 2005 г.). «Тропическая депрессия NHC 24, дискуссия номер 3» . Национальный центр ураганов . Проверено 29 мая 2006 г.
- ^ «Циклон-центр» . www.cyclonecenter.org . Проверено 5 августа 2015 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Агентства, публикующие оценки интенсивности Дворжака
- Объединенный центр предупреждения о тайфунах. Архивировано 1 марта 2010 г. в Wayback Machine.
- UW – CIMSS (Расширенная техника Дворжака)
- Отделение спутникового анализа NOAA/NESDIS
- О ТАФБ
- Другой
- Анализ и прогноз интенсивности тропических циклонов по спутниковым снимкам Дворжак, 1974 г. (PDF, 1,3 МБ)
- Смещение скорости ветра тропического циклона Дворжака, определенное на основе данных «лучшего трека» на основе разведки (1997–2003 гг.) Франклин и Браун
- Техника Дворжака сквозь время [ постоянная мертвая ссылка ] Доктор Джек Бевен. (Файл WRF. Требуется проигрыватель WebEx)