Tecnica di Dvorak - Dvorak technique

Modelli di sviluppo comuni osservati durante lo sviluppo dei cicloni tropicali e le loro intensità assegnate da Dvorak

La tecnica Dvorak (sviluppata tra il 1969 e il 1984 da Vernon Dvorak ) è un sistema ampiamente utilizzato per stimare l' intensità dei cicloni tropicali (che include depressione tropicale, tempeste tropicali e intensità di uragani/tifoni/cicloni tropicali intensi) basato esclusivamente su immagini satellitari visibili e a infrarossi . All'interno della stima della forza del satellite Dvorak per i cicloni tropicali, ci sono diversi modelli visivi che un ciclone può assumere che definiscono i limiti superiore e inferiore della sua intensità. I modelli principali utilizzati sono il modello a fascia curva (T1.0-T4.5), il modello di taglio (T1.5-T3.5), il modello centrale di nuvolosità densa (CDO) (T2.5-T5.0), la copertura fredda centrale (CCC), motivo occhi a bande (T4.0–T4.5) e motivo occhi (T4.5–T8.0).

Sia il modello centrale dell'occhio coperto che quello incorporato utilizzano le dimensioni del CDO. Le intensità del pattern CDO iniziano a T2.5, equivalente all'intensità minima della tempesta tropicale (40 mph, 65 km/h). Viene anche considerata la forma del denso coperto centrale. Il modello dell'occhio utilizza la freddezza delle cime delle nuvole all'interno della massa circostante dei temporali e la contrasta con la temperatura all'interno dell'occhio stesso. Maggiore è la differenza di temperatura, più forte è il ciclone tropicale. Una volta identificato un modello, le caratteristiche della tempesta (come la lunghezza e la curvatura delle caratteristiche delle bande) vengono ulteriormente analizzate per arrivare a un particolare numero T. Il modello CCC indica che si sta verificando uno sviluppo limitato, nonostante le nuvole fredde associate alla funzionalità in rapida evoluzione.

Diverse agenzie pubblicano i numeri di intensità Dvorak per cicloni tropicali e dei loro precursori, tra cui il National Hurricane Center 's Analisi Tropical e previsioni Branch (TAFB), il NOAA / NESDIS Satellite Analysis Branch (SAB), e l' avvertimento di Typhoon unito Centro al Meteorologia navale e il comando oceanografico di Pearl Harbor , Hawaii .

Evoluzione del metodo

La tecnica Dvorak non diagnostica correttamente l'intensità dei cicloni per tempeste come la tempesta subtropicale Andrea poiché si applica solo ai cicloni tropicali

Lo sviluppo iniziale di questa tecnica è avvenuto nel 1969 da Vernon Dvorak, utilizzando immagini satellitari di cicloni tropicali nell'Oceano Pacifico nordoccidentale. Il sistema, così come è stato concepito inizialmente, prevedeva il pattern matching delle caratteristiche del cloud con un modello di sviluppo e decadimento. Man mano che la tecnica è maturata negli anni '70 e '80, la misurazione delle caratteristiche delle nuvole è diventata dominante nella definizione dell'intensità del ciclone tropicale e della pressione centrale dell'area di bassa pressione del ciclone tropicale . L'uso di immagini satellitari a infrarossi ha portato a una valutazione più obiettiva della forza dei cicloni tropicali con gli occhi , utilizzando le temperature superiori delle nuvole all'interno della parete oculare e confrontandole con le temperature calde all'interno dell'occhio stesso. I vincoli alla variazione di intensità a breve termine sono utilizzati meno frequentemente di quanto non fossero negli anni '70 e '80. Le pressioni centrali assegnate ai cicloni tropicali hanno richiesto modifiche, poiché le stime originali erano 5-10 hPa (0,15-0,29 inHg) troppo basse nell'Atlantico e fino a 20 hPa (0,59 inHg) troppo alte nel Pacifico nordoccidentale. Ciò ha portato allo sviluppo di una relazione separata della pressione del vento per il Pacifico nordoccidentale, ideata da Atkinson e Holliday nel 1975, poi modificata nel 1977.

Poiché gli analisti umani che utilizzano la tecnica portano a distorsioni soggettive, sono stati fatti sforzi per fare stime più obiettive utilizzando programmi per computer, che sono stati aiutati da immagini satellitari ad alta risoluzione e computer più potenti. Poiché i modelli dei satelliti dei cicloni tropicali possono fluttuare nel tempo, le tecniche automatizzate utilizzano un periodo medio di sei ore per portare a stime dell'intensità più affidabili. Lo sviluppo della tecnica oggettiva Dvorak è iniziata nel 1998, che ha funzionato meglio con i cicloni tropicali che avevano occhi (di forza di uragani o tifoni). Richiedeva ancora un posizionamento manuale del centro, mantenendo una certa soggettività all'interno del processo. Nel 2004, è stata sviluppata una tecnica oggettiva avanzata di Dvorak che utilizzava caratteristiche di banding per i sistemi al di sotto dell'intensità di un uragano e per determinare oggettivamente il centro del ciclone tropicale. Nel 2004 è stata scoperta una distorsione della pressione centrale relativa alla pendenza della tropopausa e alle temperature superiori delle nuvole che cambiano con la latitudine che hanno contribuito a migliorare le stime della pressione centrale all'interno della tecnica oggettiva.

Dettagli del metodo

Numero T Dvorak e intensità corrispondente
Numero T Venti di 1 minuto Categoria ( SSHWS ) min. Pressione (millibar)
( nodi ) (mph) (km/h) atlantico Pacifico nordoccidentale
1.0 – 1.5 25 29 45 sotto TD ---- ----
2.0 30 35 55 TD 1009 1000
2,5 35 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 Gatto 1 987 976
4.5 77 89 143 Gatto 1Gatto 2 979 966
5,0 90 104 167 Gatto 2Gatto 3 970 954
5,5 102 117 189 gatto 3 960 941
6.0 115 132 213 gatto 4 948 927
6.5 127 146 235 gatto 4 935 915
7.0 140 161 260 gatto 5 921 898
7.5 155 178 287 gatto 5 906 879
8.0 170 196 315 gatto 5 890 858
8.5pugnale 185 213 343 gatto 5 873 841
Nota: le pressioni mostrate per il bacino del Pacifico nordoccidentale sono inferiori poiché la pressione dell'intero bacino è relativamente inferiore a quella del bacino atlantico.
pugnaleI valori di 8.1-8.5 sono assegnati solo dai sistemi Dvorak avanzati automatizzati CIMSS e NOAA e non utilizzati nelle analisi soggettive.
Immagini di miglioramento Dvorak del tifone Haiyan a T8.0

In un ciclone in via di sviluppo, la tecnica sfrutta il fatto che i cicloni di intensità simile tendono ad avere determinate caratteristiche e, rafforzandosi, tendono a cambiare aspetto in modo prevedibile. La struttura e l'organizzazione del ciclone tropicale vengono monitorate nell'arco di 24 ore per determinare se la tempesta si è indebolita, ha mantenuto la sua intensità o si è rafforzata. Varie funzioni di cloud e banding centrali vengono confrontate con modelli che mostrano i tipici modelli di tempesta e la loro intensità associata. Se sono disponibili immagini satellitari a infrarossi per un ciclone con uno schema oculare visibile, la tecnica utilizza la differenza tra la temperatura dell'occhio caldo e le cime delle nuvole fredde circostanti per determinare l'intensità (le cime delle nuvole più fredde generalmente indicano una tempesta più intensa). In ogni caso alla tempesta vengono assegnati un "T-number" (abbreviazione di Tropical Number) e un valore di Current Intensity (CI). Queste misurazioni vanno da 1 (intensità minima) a 8 (intensità massima). Il numero T e il valore CI sono gli stessi tranne che per l'indebolimento dei temporali, nel qual caso il CI è più alto. Per i sistemi di indebolimento, l'IC è considerato l'intensità del ciclone tropicale per 12 ore, sebbene la ricerca del National Hurricane Center indichi che sei ore sono più ragionevoli. La tabella a destra mostra la velocità approssimativa del vento superficiale e la pressione al livello del mare che corrisponde a un dato numero T. La quantità di forza che un ciclone tropicale può cambiare in un periodo di 24 ore è limitata a 2,5 T-numeri al giorno.

Tipi di motivi

All'interno della stima della forza del satellite Dvorak per i cicloni tropicali, ci sono diversi modelli visivi che un ciclone può assumere che definiscono i limiti superiore e inferiore della sua intensità. I modelli principali utilizzati sono il motivo a fascia curva (T1.0-T4.5), il motivo a taglio (T1.5-T3.5), il motivo a cielo coperto denso centrale (CDO) (T2.5-T5.0), il motivo a occhiello a bande (T4.0-T4.5), motivo a occhielli (T4.5 – T8.0) e motivo a copertura fredda centrale (CCC). Sia il modello centrale dell'occhio coperto che quello incorporato utilizzano le dimensioni del CDO. Le intensità del modello CDO iniziano a T2.5, equivalente all'intensità minima della tempesta tropicale (40 miglia all'ora (64 km/h)). Viene anche considerata la forma del denso coperto centrale. Più il centro è nascosto nel CDO, più è ritenuto forte. I cicloni tropicali con venti massimi sostenuti tra 65 miglia all'ora (105 km/h) e 100 miglia all'ora (160 km/h) possono avere il loro centro di circolazione oscurato dalla nuvolosità del denso nuvoloso centrale all'interno delle immagini satellitari visibili e infrarosse, che rende la diagnosi della loro intensità una sfida.

Il modello CCC, con la sua massa grande e in rapido sviluppo di spessi cirri che si estendono da un'area di convezione vicino a un centro di cicloni tropicali in un breve lasso di tempo, indica uno sviluppo limitato. Quando si sviluppa, le bande di pioggia e le linee delle nuvole attorno al ciclone tropicale si indeboliscono e lo spesso scudo di nuvole oscura il centro di circolazione. Sebbene assomigli a un modello CDO, è raramente visto.

Il modello dell'occhio utilizza la freddezza delle cime delle nuvole all'interno della massa circostante dei temporali e la contrasta con la temperatura all'interno dell'occhio stesso. Maggiore è la differenza di temperatura, più forte è il ciclone tropicale. I venti all'interno dei cicloni tropicali possono anche essere stimati tracciando le caratteristiche all'interno del CDO utilizzando immagini satellitari geostazionarie a scansione rapida , le cui immagini vengono scattate a distanza di pochi minuti anziché ogni mezz'ora.

Una volta identificato un modello, le caratteristiche della tempesta (come la lunghezza e la curvatura delle caratteristiche delle bande) vengono ulteriormente analizzate per arrivare a un particolare numero T.

Utilizzo

Diverse agenzie emettono numeri di intensità Dvorak per i cicloni tropicali e i loro precursori. Questi includono il Tropical Analysis and Forecast Branch (TAFB) del National Hurricane Center, il Satellite Analysis Branch (SAB) della National Oceanic and Atmospheric Administration e il Joint Typhoon Warning Center presso il Naval Pacific Meteorology and Oceanography Center a Pearl Harbor, nelle Hawaii.

Il National Hurricane Center cita spesso i numeri T di Dvorak nei loro prodotti dei cicloni tropicali. L'esempio seguente è tratto dalla discussione numero 3 di Tropical Depression 24 (eventualmente uragano Wilma ) della stagione degli uragani atlantici del 2005 :

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.

Si noti che in questo caso il numero T Dvorak (in questo caso T2.5) è stato semplicemente utilizzato come guida, ma altri fattori hanno determinato come l'NHC ha deciso di impostare l'intensità del sistema.

Il Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS) dell'Università del Wisconsin-Madison ha sviluppato la tecnica Objective Dvorak (ODT). Questa è una versione modificata della tecnica Dvorak che utilizza algoritmi informatici piuttosto che l'interpretazione umana soggettiva per arrivare a un numero CI. Questo non è generalmente implementato per le depressioni tropicali o deboli tempeste tropicali. La China Meteorological Agency (CMA) dovrebbe iniziare a utilizzare la versione standard del 1984 di Dvorak nel prossimo futuro. Il Dipartimento meteorologico indiano (IMD) preferisce utilizzare le immagini satellitari visibili rispetto alle immagini a infrarossi a causa di un'elevata distorsione percepita nelle stime derivate dalle immagini a infrarossi durante le prime ore del mattino di massimo convettivo. L' Agenzia meteorologica giapponese (JMA) utilizza la versione a infrarossi di Dvorak rispetto alla versione con immagini visibili. L'Osservatorio di Hong Kong e la JMA continuano a utilizzare Dvorak dopo l'approdo del ciclone tropicale. Vari centri mantengono la massima intensità di corrente per 6-12 ore, sebbene questa regola venga infranta quando è evidente un rapido indebolimento.

Il sito scientifico cittadino Cyclone Center utilizza una versione modificata della tecnica Dvorak per classificare il clima tropicale successivo al 1970.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggio più significativo dell'uso della tecnica è che ha fornito una storia più completa dell'intensità dei cicloni tropicali in aree in cui la ricognizione aerea non è né possibile né disponibile di routine. Le stime dell'intensità del vento massimo sostenuto sono attualmente entro 5 miglia all'ora (8,0 km/h) di quello che gli aerei sono in grado di misurare la metà del tempo, sebbene l'assegnazione dell'intensità dei sistemi con forze tra moderata forza di tempesta tropicale (60 miglia per ora (97 km/h)) e debole forza di uragano o tifone (100 miglia all'ora (160 km/h)) è il meno certo. La sua precisione complessiva non è sempre stata vera, poiché i perfezionamenti nella tecnica hanno portato a cambiamenti di intensità tra il 1972 e il 1977 fino a 20 miglia all'ora (32 km/h). Il metodo è internamente coerente in quanto limita i rapidi aumenti o diminuzioni dell'intensità dei cicloni tropicali. Alcuni cicloni tropicali fluttuano in forza più del limite di 2,5 T al giorno consentito dalla norma, il che può andare a svantaggio della tecnica e ha portato all'abbandono occasionale dei vincoli dagli anni '80. I sistemi con occhi piccoli vicino all'arto, o al bordo, di un'immagine satellitare possono essere distorti in modo troppo debole utilizzando la tecnica, che può essere risolta mediante l'uso di immagini satellitari in orbita polare . L'intensità dei cicloni subtropicali non può essere determinata utilizzando Dvorak, che ha portato allo sviluppo della tecnica Hebert-Poteat nel 1975. I cicloni in fase di transizione extratropicale, perdendo la loro attività temporalesca, vedono la loro intensità sottostimata utilizzando la tecnica Dvorak. Ciò ha portato allo sviluppo della tecnica di transizione extratropicale Miller e Lander che può essere utilizzata in queste circostanze.

Guarda anche

Altri strumenti utilizzati per determinare l'intensità dei cicloni tropicali:

Riferimenti

link esterno

Agenzie che emettono stime di intensità Dvorak
Altro