Прогноз осадков тропических циклонов
| Часть серии о |
| Тропические циклоны |
|---|
 |
| Контур Освещение в СМИ  Портал тропических циклонов |
Прогнозирование осадков в результате тропических циклонов включает использование научных моделей и других инструментов для прогнозирования осадков, ожидаемых в результате тропических циклонов, таких как ураганы и тайфуны. Знание климатологии осадков тропических циклонов полезно при определении прогноза осадков тропических циклонов. Перед центром циклона выпадает больше осадков, чем после него. Самые сильные осадки выпадают в центральной части густой облачности и на стенах глаз . Медленно движущиеся тропические циклоны, такие как ураган Дэнни и ураган Вильма , могут привести к выпадению максимального количества осадков из-за продолжительных сильных дождей в определенном месте. Однако вертикальный сдвиг ветра приводит к уменьшению количества осадков, поскольку осадки выпадают преимущественно вниз по сдвигу и немного левее центра, а сторона вверх по сдвигу остается без осадков. Наличие холмов или гор вблизи побережья, как это имеет место на большей части территории Мексики , Гаити , Доминиканской Республики , большей части Центральной Америки , Мадагаскара , Реюньона , Китая и Японии , приводит к увеличению количества наветренной стороны из-за вынужденного подъема. вызывая сильные дожди в горах. Сильная система, движущаяся через средние широты, такая как Холодный фронт может привести к появлению большого количества осадков из тропических систем, происходящих задолго до его центра. Движение тропического циклона над прохладной водой также ограничит вероятность выпадения осадков. Сочетание факторов может привести к исключительно большому количеству осадков, как это было во время урагана Митч в Центральной Америке . [1]
Использование прогнозных моделей может помочь определить величину и характер ожидаемых осадков. Модели климатологии и устойчивости, такие как r-CLIPER, могут создать основу для навыков прогнозирования осадков в результате тропических циклонов . Упрощенные модели прогнозирования, такие как метод Крафта и правила восьми и шестнадцати дюймов, могут создавать быстрые и простые прогнозы осадков, но содержат множество предположений, которые могут быть неверными, например, предположение о среднем движении вперед, среднем размере шторма, и знание сети наблюдения за осадками, к которой движется тропический циклон. Метод прогноза TRaP предполагает, что структура осадков тропического циклона в настоящее время мало изменится в течение следующих 24 часов. Моделью глобального прогнозирования, которая демонстрирует наибольшую эффективность в прогнозировании осадков, связанных с тропическими циклонами, в Соединенных Штатах, является ECMWF IFS (Интегрированная система прогнозирования). [2] [3]
Распределение осадков вокруг тропического циклона
[ редактировать ]
Большая часть осадков выпадает перед центром (или глазом ), чем после прохождения центра, причем самый высокий процент выпадает в правом переднем квадранте . Самая высокая интенсивность осадков тропического циклона может находиться в правом заднем квадранте в пределах тренировочной (неподвижной) полосы притока. [4] Обнаружено, что осадки являются самыми сильными во внутреннем ядре, в пределах определенного градуса широты от центра, с меньшим количеством осадков дальше от центра. Большая часть осадков во время ураганов концентрируется в радиусе действия ураганных ветров . [5] Более крупные тропические циклоны имеют более крупные дождевые щиты, что может привести к увеличению количества осадков дальше от центра циклона. [5] Штормы, которые движутся медленно или петляют, приводят к самому большому количеству осадков. Риль подсчитал, что 33,97 дюйма (863 мм) осадков в день можно ожидать в пределах полградуса, или 35 миль (56 км), от центра зрелого тропического циклона. [6] Многие тропические циклоны движутся вперед со скоростью 10 узлов, что ограничит продолжительность этих чрезмерных осадков примерно до четверти дня, что приведет к выпадению около 8,50 дюймов (216 мм) осадков. Это будет справедливо и над водой, в пределах 100 миль (160 км) от береговой линии. [7] и внешние топографические особенности. По мере того как циклон продвигается дальше вглубь суши и оказывается отрезанным от источника тепла и влаги (океана), количество осадков от тропических циклонов и их количество быстро уменьшаются. [8]
Вертикальный сдвиг ветра
[ редактировать ]
Вертикальный сдвиг ветра приводит к тому, что характер осадков вокруг тропического циклона становится крайне асимметричным, при этом большая часть осадков выпадает слева и с подветренной стороны от вектора сдвига, или вниз сдвига влево. Другими словами, юго-западный сдвиг вынуждает большую часть осадков выпадать к северо-северо-востоку от центра. [9] Если сдвиг ветра достаточно силен, большая часть осадков будет перемещаться от центра, что приведет к так называемому открытому центру циркуляции. Когда это произойдет, потенциальная величина осадков в результате тропического циклона значительно уменьшится.
Взаимодействие с фронтальными границами и впадинами верхнего уровня
[ редактировать ]Когда тропический циклон верхнего уровня взаимодействует с впадиной и соответствующим поверхностным фронтом , вдоль фронта перед осью впадины верхнего уровня видна отчетливая северная область осадков. Поверхностные фронты с количеством осаждаемой воды 1,46 дюйма (37 мм) или более, а также отклонение верхнего уровня над головой к востоку от впадины верхнего уровня могут привести к значительным дождям. [10] Этот тип взаимодействия может привести к появлению наиболее сильных осадков, выпадающих вдоль и слева от траектории тропического циклона, при этом осадки разносятся на сотни миль или километров по ветру от тропического циклона. [11]
Горы
[ редактировать ]Влажный воздух, поднимающийся по склонам прибрежных холмов и горных цепей, может привести к гораздо более сильным дождям, чем на прибрежной равнине. [12] Эти сильные дожди могут привести к оползням, которые по-прежнему приводят к значительным человеческим жертвам, как это произошло во время урагана Митч в Центральной Америке , где погибло несколько тысяч человек. [13]
Инструменты, используемые при подготовке прогноза
[ редактировать ]
Климатология и устойчивость
[ редактировать ]Отдел исследования ураганов Атлантической океанографической и метеорологической лаборатории создал модель r-CLIPER ( и устойчивость осадков климатология ), которая будет служить основой для всех проверок, касающихся осадков тропических циклонов . Теория заключается в том, что если глобальные прогностические модели не могут превзойти прогнозы, основанные на климатологии, то нет навыков их использования. Использование траектории прогноза с помощью r-CLIPER имеет определенное преимущество, поскольку оно может быть рассчитано на 120 часов/5 дней с траекторией прогноза любого тропического циклона во всем мире за короткий промежуток времени. [14] Вариантом ближнего действия, в котором используется инерционность, является дождя тропического ( метод определения потенциала , TRAP ) , который использует данные о количестве осадков, полученные со спутников микроволновой визуализации и экстраполирует текущую конфигурацию осадков вперед на 24 часа по текущему прогнозируемому маршруту. [15] Главный недостаток этого метода заключается в том, что он предполагает устойчивое состояние тропического циклона, который со временем претерпевает небольшие структурные изменения, поэтому он переносится вперед только на 24 часа. [16]
Численный прогноз погоды
[ редактировать ]Компьютерные модели можно использовать для диагностики величины осадков тропических циклонов. Поскольку прогностические модели выводят информацию в сетке, они дают лишь общее представление о зоне действия умеренных и сильных осадков. Ни одна из существующих моделей прогнозирования не работает на достаточно мелком масштабе сетки (1 км или меньше), чтобы иметь возможность обнаруживать абсолютные максимумы, измеренные в пределах тропических циклонов. Из Соединенных Штатах тропических циклонов известна как GFS , или Глобальная наиболее эффективная модель прогнозирования осадков в результате прогнозирования система моделей прогнозирования в . [17] Было показано, что модель GFDL имеет высокую погрешность в отношении величины более сильных дождей в зоне тропических циклонов. [18] Начиная с 2007 года, стали доступны данные NCEP Hurricane-WRF, помогающие прогнозировать количество осадков от тропических циклонов. [19] Недавняя проверка показывает, что как европейская ЕЦСПП прогнозная модель , так и Североамериканская мезомасштабная модель (NAM) демонстрируют низкую погрешность при более высоких количествах осадков в пределах тропических циклонов. [20]
Принудительное правило
[ редактировать ]В конце 1950-х годов это практическое правило , разработанное Р. Х. Крафтом. появилось [21] На основе количества осадков (в имперских единицах), сообщаемых сетью осадков первого порядка в Соединенных Штатах , было отмечено , что общее количество штормовых осадков соответствует простому уравнению: 100, разделенное на скорость движения в узлах. [22] Это правило работает даже в других странах, пока тропический циклон движется и для получения общего количества штормов используется только сеть синоптических станций первого порядка (с наблюдениями, расположенными на расстоянии около 60 миль (97 км) друг от друга). Канада использует модифицированную версию правила Крафта, которая делит результаты на коэффициент два, что учитывает более низкие температуры поверхности моря, наблюдаемые вокруг Атлантической Канады, и преобладание систем, испытывающих вертикальный сдвиг ветра в их северных широтах. [20] Основная проблема с этим правилом заключается в том, что сеть наблюдений за осадками более плотная, чем сеть синоптических сводок или сети станций первого порядка, а это означает, что абсолютный максимум, вероятно, будет недооценен. Другая проблема заключается в том, что он не учитывает размер тропического циклона или топографию.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям. Вы готовы? Архивировано 29 июня 2006 г. на Wayback Machine . Проверено 5 апреля 2006 г.
- ^ «Руководство по тропическим циклонам» . Архивировано из оригинала 10 сентября 2017 г. Проверено 10 сентября 2017 г.
- ^ «Прогнозные модели США во время урагана Ирма оказались довольно ужасными» . 8 сентября 2017 года. Архивировано из оригинала 10 сентября 2017 года . Проверено 10 сентября 2017 г.
- ^ Иван Рэй Таннехилл . Ураганы. Издательство Принстонского университета: Принстон, 1942. Страницы 70–76.
- ^ Jump up to: а б Корин Дж. Матьяс. Связь характера осадков тропических циклонов с размером шторма. Архивировано 25 октября 2006 г. на Wayback Machine . Проверено 14 февраля 2007 г.
- ^ Герберт Риль. Тропическая метеорология. McGraw-Hill Book Company, Inc.: Нью-Йорк, 1954. Страницы 293–297.
- ^ Рассел Пфост. Количественный прогноз осадков тропических циклонов. Архивировано 31 декабря 2006 г. на Wayback Machine . Проверено 25 февраля 2007 г.
- ^ Рот, Дэвид М. (12 мая 2022 г.). «Максимальное количество осадков, вызванных тропическими циклонами Северной Атлантики и северо-восточной части Тихого океана и их остатками на штат (1950–2020 годы)» . Тропический циклон с осадками . Центр прогнозирования погоды США . Проверено 6 января 2023 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Шуи С. Чен, Джон А. Кнафф и Фрэнк Д. Маркс-младший. Влияние вертикального сдвига ветра и штормового движения на асимметрию осадков тропических циклонов, выведенную из TRMM. Архивировано 29 ноября 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 28 марта 2007 г.
- ^ Норман В. Юнкер. Оригинальный Мэддокс и др. Архетипы MCS, связанные с паводками. Архивировано 29 октября 2015 г. на Wayback Machine . Проверено 24 июня 2007 г.
- ^ Норман В. Юнкер. Ураганы и сильные дожди. Архивировано 30 мая 2013 г. на Wayback Machine . Проверено 13 февраля 2006 г.
- ^ Ю-Ланг Лин, С. Чиао, Дж. А. Турман, Д. Б. Энсли и Дж. Дж. Чарни. Некоторые общие ингредиенты сильных орографических осадков и их потенциальное применение для прогнозирования. Архивировано 7 октября 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 26 апреля 2007 г.
- ^ Джон Л. Гини и Майлз Б. Лоуренс. Ураган Митч. Архивировано 16 февраля 2014 г. на Wayback Machine . Проверено 26 апреля 2007 г.
- ^ Фрэнк Маркс. GPM и тропические циклоны. Архивировано 6 октября 2006 г. на Wayback Machine . Проверено 15 марта 2007 г.
- ^ Элизабет Эберт, Шелдон Кассельсон и Майкл Терк. Проверка прогнозов потенциала тропических осадков (TRAP) для австралийских тропических циклонов. Проверено 28 марта 2007 г.
- ^ Стэнли К. Киддер, Шелдон Дж. Кассельсон, Джон А. Кнафф и Роберт Дж. Кулиговски. Усовершенствования метода экспериментального определения потенциала тропических осадков (TRAP). Архивировано 17 августа 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 15 марта 2007 г.
- ^ Тимоти П. Марчок, Роберт Ф. Роджерс и Роберт Э. Тулея. Улучшение проверки и прогнозирования осадков тропических циклонов. Архивировано 10 октября 2006 г. на Wayback Machine . Проверено 15 марта 2007 г.
- ^ Роберт Э. Тулея, Марк ДеМария и Роберт Дж. Кулиговски. Оценка GFDL и прогнозов осадков на простой статистической модели для тропических штормов, обрушивающихся на берег в США. Архивировано 24 августа 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ Координатор программы WRF. Ежемесячный отчет координатора программы WRF. Архивировано 11 октября 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 10 апреля 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Дэвид М. Рот. Осадки тропических циклонов (презентация в июле 2007 г.). Проверено 7 мая 2009 г.
- ^ Фрэнк Маркс. WSR-88D получил данные о распределении осадков во время урагана Дэнни (1997 г.). Архивировано 9 июня 2011 г. на Wayback Machine . Проверено 13 апреля 2007 г.
- ^ Норман В. Юнкер. Ураганы и экстремальные дожди. Проверено 15 марта 2007 г.
