Técnica Dvorak - Dvorak technique

Patrones de desarrollo comunes observados durante el desarrollo de ciclones tropicales y sus intensidades asignadas por Dvorak

La técnica Dvorak (desarrollada entre 1969 y 1984 por Vernon Dvorak ) es un sistema ampliamente utilizado para estimar la intensidad de los ciclones tropicales (que incluye la depresión tropical, las tormentas tropicales y las intensidades de huracanes / tifones / ciclones tropicales intensos) basándose únicamente en imágenes de satélite visibles e infrarrojas. . Dentro de la estimación de la fuerza del satélite Dvorak para ciclones tropicales, hay varios patrones visuales que puede adoptar un ciclón y que definen los límites superior e inferior de su intensidad. Los patrones principales utilizados son patrón de banda curva (T1.0-T4.5), patrón de corte (T1.5-T3.5), patrón de nubosidad densa central (CDO) (T2.5-T5.0), cubierta fría central (CCC), patrón de ojos con bandas (T4.0 – T4.5) y patrón de ojos (T4.5 – T8.0).

Tanto el patrón de ojo cubierto denso central como el incrustado utilizan el tamaño del CDO. Las intensidades del patrón CDO comienzan en T2.5, equivalente a la intensidad mínima de tormenta tropical (40 mph, 65 km / h). También se considera la forma de la nubosidad densa central. El patrón del ojo utiliza la frialdad de las cimas de las nubes dentro de la masa circundante de tormentas eléctricas y la contrasta con la temperatura dentro del ojo mismo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte será el ciclón tropical. Una vez que se identifica un patrón, las características de la tormenta (como la longitud y la curvatura de las características de las bandas) se analizan más a fondo para llegar a un número T particular. El patrón CCC indica que se está produciendo poco desarrollo, a pesar de las nubes frías asociadas con la característica de rápida evolución.

Varias agencias emiten los números de intensidad Dvorak para los ciclones tropicales y de sus precursores, incluyendo el Centro Nacional de Huracanes 's Análisis tropical y Previsión Branch (TAFB), la NOAA / NESDIS satélite Subdivisión de Análisis (SAB), y el tifón común Centro de Alerta de la Meteorología Naval y el Comando de Oceanografía en Pearl Harbor , Hawaii .

Evolución del método

La técnica Dvorak no diagnostica correctamente la intensidad de los ciclones para tormentas como la Tormenta Subtropical Andrea, ya que solo se aplica a ciclones tropicales.

El desarrollo inicial de esta técnica ocurrió en 1969 por Vernon Dvorak, utilizando imágenes satelitales de ciclones tropicales en el noroeste del Océano Pacífico. El sistema, tal como se concibió inicialmente, implicó la coincidencia de patrones de las características de la nube con un modelo de desarrollo y deterioro. A medida que la técnica maduró durante las décadas de 1970 y 1980, la medición de las características de las nubes se volvió dominante para definir la intensidad de los ciclones tropicales y la presión central del área de baja presión del ciclón tropical . El uso de imágenes de satélite infrarrojas condujo a una evaluación más objetiva de la fuerza de los ciclones tropicales con los ojos , utilizando las temperaturas superiores de las nubes dentro de la pared del ojo y contrastándolas con las temperaturas cálidas dentro del ojo mismo. Las restricciones sobre el cambio de intensidad a corto plazo se utilizan con menos frecuencia que en los años setenta y ochenta. Las presiones centrales asignadas a los ciclones tropicales han requerido modificaciones, ya que las estimaciones originales eran de 5 a 10 hPa (0,15 a 0,29 inHg) demasiado bajas en el Atlántico y hasta 20 hPa (0,59 inHg) demasiado altas en el Pacífico noroeste. Esto llevó al desarrollo de una relación separada entre el viento y la presión para el Pacífico noroeste, ideada por Atkinson y Holliday en 1975, y luego modificada en 1977.

Dado que los analistas humanos que utilizan la técnica conducen a sesgos subjetivos, se han hecho esfuerzos para realizar estimaciones más objetivas utilizando programas de computadora, que han sido ayudados por imágenes de satélite de mayor resolución y computadoras más potentes. Dado que los patrones de los satélites de ciclones tropicales pueden fluctuar con el tiempo, las técnicas automatizadas utilizan un período promedio de seis horas para generar estimaciones de intensidad más confiables. El desarrollo de la técnica objetiva de Dvorak comenzó en 1998, que se comportó mejor con ciclones tropicales que tenían ojos (de fuerza de huracán o tifón). Todavía requería una colocación manual en el centro, manteniendo cierta subjetividad dentro del proceso. En 2004, se desarrolló una técnica Dvorak de objetivo avanzado que utilizaba características de bandas para sistemas por debajo de la intensidad de un huracán y para determinar objetivamente el centro del ciclón tropical. En 2004 se descubrió un sesgo de presión central relacionado con la pendiente de la tropopausa y las temperaturas superiores de las nubes, que cambian con la latitud, lo que ayudó a mejorar las estimaciones de presión central dentro de la técnica objetiva.

Detalles del método

Número T de Dvorak e intensidad correspondiente
Número T Vientos de 1 minuto Categoría ( SSHWS ) Min. Presión (milibares)
( nudos ) (mph) (km / h) atlántico Pacífico noroeste
1.0 - 1.5 25 29 45 debajo de TD ---- ----
2.0 30 35 55 TD 1009 1000
2.5 35 40 sesenta y cinco TS 1005 998
3,0 45 52 83 TS 1000 991
3,5 55 63 102 TS- Cat 1 994 984
4.0 sesenta y cinco 75 120 Gato 1 987 976
4.5 77 89 143 Gato 1 - Gato 2 979 966
5,0 90 104 167 Gato 2 - Gato 3 970 954
5.5 102 117 189 Gato 3 960 941
6.0 115 132 213 Gato 4 948 927
6.5 127 146 235 Gato 4 935 915
7.0 140 161 260 Gato 5 921 898
7.5 155 178 287 Gato 5 906 879
8.0 170 196 315 Gato 5 890 858
8.5daga 185 213 343 Gato 5 873 841
Nota: Las presiones que se muestran para la cuenca del Pacífico noroccidental son más bajas ya que la presión de toda la cuenca es relativamente menor que la de la cuenca del Atlántico.
dagaLos valores de 8.1–8.5 solo son asignados por los sistemas Dvorak avanzados automatizados CIMSS y NOAA y no se utilizan en análisis subjetivos.
Imágenes de mejora de Dvorak del tifón Haiyan en T8.0

En un ciclón en desarrollo, la técnica aprovecha el hecho de que los ciclones de intensidad similar tienden a tener ciertos rasgos característicos y, a medida que se fortalecen, tienden a cambiar de apariencia de una manera predecible. Se realiza un seguimiento de la estructura y organización del ciclón tropical durante 24 horas para determinar si la tormenta se ha debilitado, mantenido su intensidad o se ha fortalecido. Se comparan varias características de bandas y nubes centrales con plantillas que muestran patrones típicos de tormenta y su intensidad asociada. Si se dispone de imágenes de satélite infrarrojas para un ciclón con un patrón de ojo visible, entonces la técnica utiliza la diferencia entre la temperatura del ojo cálido y las cimas de las nubes frías circundantes para determinar la intensidad (las cimas de las nubes más frías generalmente indican una tormenta más intensa). En cada caso, se asigna a la tormenta un "número T" (una abreviatura de Número Tropical) y un valor de Intensidad actual (CI). Estas medidas oscilan entre 1 (intensidad mínima) y 8 (intensidad máxima). El número T y el valor de CI son los mismos excepto por las tormentas debilitantes, en cuyo caso el CI es mayor. Para los sistemas que se debilitan, el CI se mantiene como la intensidad del ciclón tropical durante 12 horas, aunque la investigación del Centro Nacional de Huracanes indica que seis horas es más razonable. La tabla de la derecha muestra la velocidad aproximada del viento en la superficie y la presión al nivel del mar que corresponde a un número T dado. La cantidad que un ciclón tropical puede cambiar en fuerza por período de 24 horas está limitada a 2.5 números T por día.

Tipos de patrones

Dentro de la estimación de la fuerza del satélite Dvorak para ciclones tropicales, hay varios patrones visuales que puede adoptar un ciclón y que definen los límites superior e inferior de su intensidad. Los patrones primarios utilizados son patrón de banda curva (T1.0-T4.5), patrón de cizallamiento (T1.5-T3.5), patrón de cobertura densa central (CDO) (T2.5-T5.0), patrón de ojo de banda (T4.0-T4.5), patrón de ojos (T4.5 - T8.0) y patrón de cubierta fría central (CCC). Tanto el patrón de ojo cubierto denso central como el incrustado utilizan el tamaño del CDO. Las intensidades del patrón CDO comienzan en T2.5, equivalente a la intensidad mínima de tormenta tropical (40 millas por hora (64 km / h)). También se considera la forma de la nubosidad densa central. Cuanto más metido esté el centro en el CDO, más fuerte se considerará. Los ciclones tropicales con vientos máximos sostenidos entre 65 millas por hora (105 km / h) y 100 millas por hora (160 km / h) pueden tener su centro de circulación oscurecido por la nubosidad de la nube densa central dentro de las imágenes de satélite visibles e infrarrojas, que hace que el diagnóstico de su intensidad sea un desafío.

El patrón CCC, con su masa grande y de rápido desarrollo de densos cirros que se extienden desde un área de convección cerca del centro de un ciclón tropical en un corto período de tiempo, indica poco desarrollo. Cuando se desarrolla, las bandas de lluvia y las líneas de nubes alrededor del ciclón tropical se debilitan y el escudo de nubes espesas oscurece el centro de circulación. Si bien se parece a un patrón de CDO, rara vez se ve.

El patrón del ojo utiliza la frialdad de las cimas de las nubes dentro de la masa circundante de tormentas eléctricas y la contrasta con la temperatura dentro del ojo mismo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte será el ciclón tropical. Los vientos dentro de los ciclones tropicales también se pueden estimar mediante el seguimiento de las características dentro del CDO utilizando imágenes satelitales geoestacionarias de barrido rápido , cuyas imágenes se toman con minutos de diferencia en lugar de cada media hora.

Una vez que se identifica un patrón, las características de la tormenta (como la longitud y la curvatura de las características de las bandas) se analizan más a fondo para llegar a un número T particular.

Uso

Varias agencias emiten números de intensidad de Dvorak para ciclones tropicales y sus precursores. Estos incluyen la Rama de Análisis y Pronóstico Tropical del Centro Nacional de Huracanes (TAFB), la Rama de Análisis de Satélites de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (SAB) y el Centro Conjunto de Alerta de Tifones en el Centro Naval de Meteorología y Oceanografía del Pacífico en Pearl Harbor, Hawai.

El Centro Nacional de Huracanes a menudo citará los números T de Dvorak en sus productos de ciclones tropicales. El siguiente ejemplo es de la discusión número 3 de la Depresión Tropical 24 (eventualmente el Huracán Wilma ) de la temporada de huracanes del Atlántico 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.

Tenga en cuenta que en este caso, el número T de Dvorak (en este caso T2.5) se utilizó simplemente como una guía, pero otros factores determinaron cómo el NHC decidió establecer la intensidad del sistema.

El Instituto Cooperativo de Estudios de Satélites Meteorológicos (CIMSS) de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado la Técnica Objective Dvorak (ODT). Ésta es una versión modificada de la técnica de Dvorak que utiliza algoritmos informáticos en lugar de interpretación humana subjetiva para llegar a un número de CI. Por lo general, esto no se implementa para depresiones tropicales o tormentas tropicales débiles. Se espera que la Agencia Meteorológica de China (CMA) comience a utilizar la versión estándar de 1984 de Dvorak en un futuro próximo. El Departamento Meteorológico de la India (IMD) prefiere usar imágenes satelitales visibles sobre imágenes infrarrojas debido a un alto sesgo percibido en las estimaciones derivadas de imágenes infrarrojas durante las primeras horas de la mañana del máximo convectivo. La Agencia Meteorológica de Japón (JMA) utiliza la versión infrarroja de Dvorak sobre la versión de imágenes visibles. El Observatorio de Hong Kong y JMA continúan utilizando Dvorak después de que el ciclón tropical tocó tierra. Varios centros mantienen la intensidad máxima de corriente durante 6 a 12 horas, aunque esta regla se rompe cuando es evidente un debilitamiento rápido.

El sitio de ciencia ciudadana Cyclone Center utiliza una versión modificada de la técnica Dvorak para categorizar el clima tropical posterior a 1970.

Beneficios y desventajas

El beneficio más significativo del uso de la técnica es que ha proporcionado una historia más completa de la intensidad de los ciclones tropicales en áreas donde el reconocimiento de aeronaves no es posible ni está disponible de forma rutinaria. Las estimaciones de intensidad del viento máximo sostenido se encuentran actualmente dentro de las 5 millas por hora (8.0 km / h) de lo que las aeronaves son capaces de medir la mitad del tiempo, aunque la asignación de intensidad de los sistemas con fuerzas entre la fuerza de tormenta tropical moderada (60 millas por hora) hora (97 km / h)) y la fuerza de un huracán o tifón débil (100 millas por hora (160 km / h)) es la menos segura. Su precisión general no siempre ha sido cierta, ya que los refinamientos en la técnica llevaron a cambios de intensidad entre 1972 y 1977 de hasta 20 millas por hora (32 km / h). El método es coherente internamente en el sentido de que limita los aumentos o disminuciones rápidos de la intensidad de los ciclones tropicales. Algunos ciclones tropicales fluctúan en fuerza más que el límite de 2.5 T por día permitido por la regla, lo que puede funcionar en desventaja para la técnica y ha llevado al abandono ocasional de las restricciones desde la década de 1980. Los sistemas con ojos pequeños cerca de la extremidad o el borde de una imagen de satélite pueden sesgarse demasiado débilmente con la técnica, que puede resolverse mediante el uso de imágenes de satélite en órbita polar . La intensidad de los ciclones subtropicales no se puede determinar utilizando Dvorak, que llevó al desarrollo de la técnica de Hebert-Poteat en 1975. Los ciclones que experimentan una transición extratropical, perdiendo su actividad de tormenta, ven sus intensidades subestimadas utilizando la técnica de Dvorak. Esto condujo al desarrollo de la técnica de transición extratropical de Miller y Lander que se puede utilizar en estas circunstancias.

Ver también

Otras herramientas utilizadas para determinar la intensidad de los ciclones tropicales:

Referencias

enlaces externos

Agencias que emiten estimaciones de intensidad de Dvorak
Otro