Введение
Субъективная техника оценки интенсивности тропических циклонов Техника Дворака (разработанная между 1969 и 1984 годами Верноном Двораком) является широко используемой системой для оценки интенсивности тропических циклонов (которая включает в себя тропическую депрессию, тропический шторм и ураган / тайфун / интенсивные тропические циклоны) на основе исключительно видимых и инфракрасных спутниковых изображений. В рамках спутниковой оценки силы Дворак для тропических циклонов существует несколько визуальных моделей, которые циклон может принять, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основными используемыми моделями являются изгибая полоса (T1.0 T4.5), резьба (T1.5T3.5), центральная плотная облачность (CDO) (T2.5T5.0), центральная холодная покрышка (CCC), полоса глаз (T4.0T4.5) и глаз (T4.5T8.0). Как центральный густой облачный, так и встроенный образ глаз используют размер CDO. Интенсивность CDO начинается с T2.5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропической бури (40 миль в час, 65 км/ч). Также учитывается форма центрального плотного облачного покрова. В глазной картине используется холод облачных вершин в окружающей массе грозы и контрастирует с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница в температуре, тем сильнее тропический циклон. После того, как модель идентифицирована, особенности шторма (такие как длина и кривизна полос) анализируются далее, чтобы прийти к определенному номеру Т. Схема CCC указывает на то, что мало что происходит, несмотря на холодные облачные вершины, связанные с быстро развивающейся особенностью. Несколько агентств выпускают цифры интенсивности Дворак для тропических циклонов и их предшественников, включая отдел тропического анализа и прогнозирования Национального центра ураганов (TAFB), отдел спутникового анализа NOAA / NESDIS (SAB) и Объединенный центр предупреждения о тайфунах в командовании морской метеорологии и океанографии в Перл-Харборе, Гавайи.
The Dvorak technique (developed between 1969 and 1984 by Vernon Dvorak) is a widely used system to estimate tropical cyclone intensity (which includes tropical depression, tropical storm, and hurricane/typhoon/intense tropical cyclone intensities) based solely on visible and infrared satellite images. Within the Dvorak satellite strength estimate for tropical cyclones, there are several visual patterns that a cyclone may take on which define the upper and lower bounds on its intensity. The primary patterns used are curved band pattern (T1.0 T4.5), shear pattern (T1.5–T3.5), central dense overcast (CDO) pattern (T2.5–T5.0), central cold cover (CCC) pattern, banding eye pattern (T4.0–T4.5), and eye pattern (T4.5–T8.0). Both the central dense overcast and embedded eye pattern use the size of the CDO. The CDO pattern intensities start at T2.5, equivalent to minimal tropical storm intensity (40 mph, 65 km/h). The shape of the central dense overcast is also considered. The eye pattern utilizes the coldness of the cloud tops within the surrounding mass of thunderstorms and contrasts it with the temperature within the eye itself. The larger the temperature difference is, the stronger the tropical cyclone. Once a pattern is identified, the storm features (such as length and curvature of banding features) are further analyzed to arrive at a particular T number. The CCC pattern indicates little development is occurring, despite the cold cloud tops associated with the quickly evolving feature. Several agencies issue Dvorak intensity numbers for tropical cyclones and their precursors, including the National Hurricane Center's Tropical Analysis and Forecast Branch (TAFB), the NOAA/NESDIS Satellite Analysis Branch (SAB), and the Joint Typhoon Warning Center at the Naval Meteorology and Oceanography Command in Pearl Harbor, Hawaii.
Эволюция метода
Первоначальная разработка этой техники произошла в 1969 году Верноном Двораком, используя спутниковые снимки тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана. Система, как она была первоначально задумана, включала в себя сопоставление моделей облачных особенностей с моделью развития и распада. По мере того, как техника созревала в 1970-х и 1980-х годах, измерение облачных особенностей стало доминирующим в определении интенсивности тропического циклона и центрального давления в области низкого давления тропического циклона. Использование инфракрасных спутниковых снимков привело к более объективной оценке силы тропических циклонов с глазами, используя температуры вершины облаков в пределах стены глаза и противопоставляя их теплым температурам внутри самого глаза. Ограничения на краткосрочные изменения интенсивности используются реже, чем в 1970-х и 1980-х годах. Центральные давления, присвоенные тропическим циклонам, потребовали модификации, поскольку первоначальные оценки были 510 hPa (0.150.29 inHg) слишком низкими в Атлантике и до 20 hPa (0.59 inHg) слишком высокими в северо-западной части Тихого океана. Это привело к разработке отдельного отношения давления ветра для северо-западной части Тихого океана, разработанного Аткинсоном и Холлидейом в 1975 году, а затем модифицированного в 1977 году.
Подробности метода
+Дворак Т-номер и соответствующая интенсивность Т-номер 1 мин Категория ветров (SSHWS) Минус Давление (млбар) (узлы) (мпг) (км/ч) Атлантический NW Тихий океан1.0 1.5 25 29 45 ниже TD 2.0 30 35 55 TD 1009 10002.5 35 40 65 TS 1005 9983.0 45 52 83 TS 1000 9913.5 55 63 102 TS Cat 1 994 9844.0 65 75 120 Cat 1 987 9764.5 77 89 143Cat 1 Cat 2 979 9665.0 90 104 Cat 2 167 Cat 3 970 9545.5 102 117 189 Cat 3 960 9416.0 115 132 213 Cat 4 948 9276.5 127 Cat 4 235 146 935 9157.0 140 161 Cat 5 921 897.5 155 178 287 Cat 5 906 879 1708.0 31 196 Cat 5908 858 1855 213 213 Cat 5 873 841 Примечание: давления для всего бассейна Северной Тихого океана, показанного ниже, чем давление бассейна Атлантического бассейна, относительно ниже, чем давление бассейна Атлантического бассейна. В развивающемся циклоне техника использует тот факт, что циклоны с аналогичной интенсивностью имеют определенные характерные особенности, и по мере усиления они имеют тенденцию менять внешний вид предсказуемым образом. Структура и организация тропического циклона отслеживаются в течение суток, чтобы определить, ослаблен ли шторм, сохранил ли он свою интенсивность или усилился. Различные центральные облака и полосы сравниваются со шаблонами, которые показывают типичные формы штормов и их интенсивность. Если инфракрасные спутниковые снимки доступны для циклона с видимым образцом глаза, то техника использует разницу между температурой теплого глаза и окружающих холодных облачных вершин для определения интенсивности (более холодные облачные вершины обычно указывают на более интенсивный шторм). В каждом случае шторму присваивается "T-номер" (сокращение от Tropical Number) и значение Current Intensity (CI). Эти измерения варьируются от 1 (минимальная интенсивность) до 8 (максимальная интенсивность). Число Т и значение CI одинаковы, за исключением ослабления штормов, в этом случае CI выше. Для ослабляющих систем CI считается интенсивностью тропического циклона в течение 12 часов, хотя исследования Национального центра ураганов показывают, что шесть часов является более разумным. Как центральный густой облачный, так и встроенный глазный рисунок используют размер CDO. Сила CDO начинается с T2,5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропической бури. Также учитывается форма центрального плотного облачного покрова. Чем дальше центр в CDO, тем сильнее он считается. Схема CCC, с ее большой и быстро развивающейся массой толстых цирровых облаков, распространяющихся из области конвекции вблизи центра тропического циклона в течение короткого периода времени, указывает на небольшое развитие. Когда циклон формируется, дождевые полосы и облачные линии вокруг тропического циклона ослабевают, а густой облачный щит затмевает центр циркуляции. Хотя он напоминает CDO, его редко можно увидеть. Ветра в тропических циклонах также можно оценить, отслеживая особенности в CDO с использованием снимков геостационарных спутников быстрого сканирования, фотографии которых делаются с интервалом в несколько минут, а не каждые полчаса. После того, как модель идентифицирована, особенности шторма (такие как длина и кривизна полос) анализируются далее, чтобы прийти к определенному номеру Т.
Использование
Несколько агентств выпускают цифры интенсивности Дворак для тропических циклонов и их предшественников. К ним относятся отдел тропического анализа и прогнозирования Национального ураганного центра (TAFB), отдел спутникового анализа Национального управления океанических и атмосферных исследований (SAB) и Объединенный центр предупреждения о тайфунах в Морском центре метеорологии и океанографии Тихого океана в Перл-Харборе, Гавайи. Национальный центр ураганов часто цитирует цифры Дворак Т в своих продуктах тропических циклонов. Следующий пример из обсуждения No 3 тропической депрессии 24 (в конечном итоге ураган Вильма) сезона ураганов в Атлантике 2005 года: И TAFB, и SAB пришли с оценкой интенсивности спутникового DVORAK T2.5/35 KT. Однако часто на поверхности наблюдается большое поле ветра, развивающееся в системах низкого давления, подобных этой, которые будут находиться на 12 часов позади спутниковой сигнатуры. Поэтому начальная интенсивность только увеличилась до 30 кТ. Следует отметить, что в данном случае число Дворак Т (в данном случае Т2.5) использовалось просто в качестве ориентира, но другие факторы определяли, как NHC решил установить интенсивность системы. Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (CIMSS) при Университете Висконсина в Мэдисоне разработал технику Objective Dvorak (ODT). Это модифицированная версия метода Дворака, который использует компьютерные алгоритмы, а не субъективную интерпретацию человека, чтобы прийти к числу CI. Это обычно не применяется для тропических депрессий или слабых тропических штормов. Сайт Citizen science Cyclone Center использует модифицированную версию техники Дворак для классификации тропической погоды после 1970 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. Note that in this case the Dvorak T number (in this case T2.5) was simply used as a guide but other factors determined how the NHC decided to set the system's intensity. The Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS) at the University of Wisconsin–Madison has developed the Objective Dvorak Technique (ODT). This is a modified version of the Dvorak technique which uses computer algorithms rather than subjective human interpretation to arrive at a CI number. This is generally not implemented for tropical depressions or weak tropical storms. Citizen science site Cyclone Center uses a modified version of the Dvorak technique to categorize post 1970 tropical weather.
Преимущества и недостатки
Наиболее значительным преимуществом использования этой техники является то, что она предоставила более полную историю интенсивности тропических циклонов в районах, где разведка воздушных судов не представляется возможной и не доступна в обычном режиме. Оценки интенсивности максимального устойчивого ветра в настоящее время находятся в пределах того, что самолеты могут измерять в половине времени, хотя присвоение интенсивности систем с силами между умеренной силой тропического шторма и слабой силой урагана или тайфуна наименее точно. Его общая точность не всегда была верной, так как усовершенствования в технике привели к изменениям интенсивности в период с 1972 по 1977 год. Метод внутренне согласован в том, что он ограничивает быстрое увеличение или уменьшение интенсивности тропических циклонов. Некоторые тропические циклоны колеблются в силе больше, чем допустимое по правилу ограничение в 2,5 Т в день, что может работать в ущерб технике и привело к периодическому отказу от ограничений с 1980-х годов. Системы с маленькими глазами вблизи конечности или края спутникового изображения могут быть слишком слабо искажены с использованием техники, которая может быть решена с помощью спутниковых изображений на полярной орбите. Интенсивность субтропических циклонов не может быть определена с помощью Дворака, что привело к разработке техники Хеберта Потеата в 1975 году. Циклоны, переходящие в экстратропический период, теряют свою грозовую активность, и их интенсивность недооценивается с использованием техники Дворак. Это привело к разработке метода экстратропического перехода Миллера и Ландера, который может быть использован в этих обстоятельствах.