Прогнозирование траектории тропических циклонов

редактировать
Ошибки треков для Атлантического бассейна

Прогнозирование траекторий тропических циклонов предполагает прогнозирование тропических циклонов будет отслеживать в течение следующих пяти дней каждые 6–12 часов. История прогнозирования траекторий тропических циклонов эволюционировала от подхода с использованием одной станции к комплексному подходу, который использует различные метеорологические инструменты и методы для прогнозирования. Погода в определенном месте может показывать признаки приближающегося тропического циклона, такие как усиление волн, усиление облачности, падение атмосферного давления, усиление приливов, шквалов и сильных дождей.

Силы, которые влияют на управление тропическими циклонами, - это западные ветры более высоких широт, субтропический гребень и бета-эффект, вызванный изменениями силы Кориолиса в жидкостях, например как атмосфера. Точные прогнозы траектории зависят от определения положения и силы областей высокого и низкого давления и прогнозирования того, как эти области будут мигрировать в течение жизни тропической системы. Компьютерные модели прогнозов используются для определения этого движения на пять-семь дней в будущем.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Прогноз прохождения тропического циклона на одной станции
  • 3 Основы
    • 3.1 Эффект Фудзивары
    • 3.2 Трохоидальные движения
  • 4 Модели прогнозов
  • 5 Длина период прогноза
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
История

Методы прогнозирования тропических циклонов изменились с течением времени. Первые известные прогнозы в Западном полушарии были сделаны подполковником Уильямом Ридом из Корпуса королевских инженеров на Барбадосе в 1847 году. Рид в основном использовал измерения барометрического давления в качестве основы для его прогнозы. Бенито Виньес, S.J., представил систему прогнозов и предупреждений, основанную на изменениях облачного покрова в Гаване в течение 1870-х годов. Прогнозирование движения урагана основывалось на движении приливов, а также на изменениях облаков и барометров с течением времени. В 1895 году было отмечено, что прохладные условия с необычно высоким давлением предшествовали тропическим циклонам в Вест-Индии на несколько дней. До начала 1900-х годов большинство прогнозов делалось путем прямых наблюдений на метеостанциях, которые затем передавались в центры прогнозов через телеграф. Только после появления радио в начале двадцатого века синоптикам стали доступны наблюдения с морских судов. Несмотря на выпуск часов и предупреждений об ураганах для систем, угрожающих побережью, прогнозирование траектории тропических циклонов происходило только в 1920 году. К 1922 году было известно, что ветры дуют на расстоянии от 3 км (9800 футов) до 4 км (13000 футов) в высота над поверхностью моря в пределах правого переднего квадранта шторма была репрезентативной для управления штормом, и что ураганы имели тенденцию следовать за самой внешней замкнутой изобарой субтропического хребта.

В 1937 году радиозонды использовались для помощи в прогнозировании тропических циклонов. Следующее десятилетие ознаменовалось появлением военной разведки с самолетов, начиная с первого специального полета в ураган в 1943 году и создания Hurricane Hunters в 1944 году. В 1950-х годах прибрежные метеорологические радары начали использоваться в Соединенных Штатах, а исследовательские разведывательные полеты предшественника отдела исследования ураганов начались в 1954 году. Запуск первого метеорологического спутника TIROS-I в В 1960 г. были введены новые методы прогнозирования тропических циклонов, которые остаются актуальными и по сей день. В 1970-х годах были введены буи для повышения разрешения приземных измерений, которые до этого момента были недоступны на всех поверхностях моря.

Прогнозирование прохождения тропического циклона с одной станции
Изображение неба в пределах очага тропического циклона

Примерно за четыре дня до типичного тропического циклона океан высотой 1 метр (3,3 фута) будет катиться примерно каждые 10 секунд, двигаясь к побережью со стороны тропического циклона. местонахождение циклона. Волна океана будет медленно увеличиваться в высоту и частоту по мере приближения тропического циклона к суше. За два дня до прохода центра ветер стихает, поскольку тропический циклон прерывает поток окружающего ветра. В течение 36 часов после центрального прохода давление начинает падать, и пелена белых перистых облаков приближается со стороны циклона . В течение 24 часов после максимального приближения к центру начинают приближаться низкие облака, также известные как бар тропического циклона, поскольку атмосферное давление начинает падать быстрее, а ветер усиливается. В течение 18 часов после приближения к центру обычно наблюдается шквальная погода с внезапным усилением ветра, сопровождающимся ливнем или грозой. Ветер усиливается в течение 12 часов после приближения к центру, иногда достигая силы урагана. Поверхность океана покрывается пеной. Мелкие предметы начинают лететь на ветру. В течение 6 часов после прибытия центра дождь становится непрерывным, и штормовой нагон начинает приходить вглубь страны. В часе езды от центра дождь становится очень сильным, и возникают самые сильные ветры в пределах тропического циклона. Когда в центр прибывает сильный тропический циклон, погодные условия улучшаются, и солнце становится видимым, когда глаз движется над головой. В этот момент давление перестает падать, поскольку достигается самое низкое давление в центре шторма. Это также время максимальной глубины штормового нагона. Как только система уходит, ветер меняется на противоположный и, вместе с дождем, внезапно усиливается. Штормовой нагон отступает, поскольку давление внезапно возрастает вслед за его центром. Через день после прохождения центра низкая облачность сменяется более высокой, и дождь становится прерывистым. Через 36 часов после прохождения центра высокая облачность исчезает, и давление начинает выравниваться.

Основы

Крупномасштабная синоптическая шкала расход определяет от 70 до 90 процентов движения тропического циклона. Среднее значение глубокослоистого потока через тропосферу считается лучшим инструментом для определения направления и скорости пути. Если шторм испытывает значительный вертикальный сдвиг ветра, использование ветра более низкого уровня, такого как уровень давления 700 гПа (на высоте 3000 метров (9800 футов) над уровнем моря), будет работать в качестве лучшего предсказателя. Знание о бета-эффекте может быть использовано для управления тропическим циклоном, поскольку он ведет к более северо-западному направлению для тропических циклонов в Северном полушарии из-за различий в силе Кориолиса вокруг циклона. Например, бета-эффект позволит тропическому циклону отслеживать направление потока в направлении полюса и немного правее от рулевого потока глубокого слоя, в то время как система расположена к югу от субтропического хребта. Штормы, движущиеся на северо-запад, движутся быстрее и влево, а штормы, движущиеся на северо-восток, движутся медленнее и влево. Чем больше циклон, тем сильнее будет влияние бета-эффекта.

Взаимодействие двух тайфунов

Эффект Фудзивары

Когда два или более тропических циклона находятся рядом друг с другом, они начинают циклонически вращаться вокруг средней точки между их центрами обращения. В северном полушарии это направление против часовой стрелки, а в южном полушарии - по часовой стрелке. Обычно тропические циклоны должны находиться в пределах 1450 километров (900 миль) друг от друга, чтобы этот эффект имел место. Это более распространенное явление в северной части Тихого океана, чем где-либо еще, из-за более высокой частоты активности тропических циклонов, которые происходят в этом регионе.

Трохоидальные движения

Небольшие колебания в следе тропического циклона может возникать, когда конвекция неравномерно распределяется по ее циркуляции. Это может быть связано с изменениями вертикального сдвига ветра или внутренней структуры сердечника. Из-за этого эффекта синоптики используют более долгосрочное (от 6 до 24 часов) движение, чтобы помочь прогнозировать тропические циклоны, которые сглаживают такие колебания.

Прогнозные модели
Значительные ошибки в треке все же иногда возникают, как видно из одного из ранних прогнозов Эрнесто (2006). Официальный прогноз Национального центра ураганов выделен голубым.

Высокоскоростные компьютеры и сложное программное обеспечение для моделирования позволяют метеорологам запускать компьютерные модели, которые прогнозируют тропические циклоны основываются на будущем положении и прочности систем высокого и низкого давления. Сочетая модели прогнозов с более глубоким пониманием сил, действующих на тропические циклоны, и огромным объемом данных со спутников, находящихся на околоземной орбите, и других датчиков, ученые за последние десятилетия повысили точность прогнозов траектории. Добавление миссий dropwindsonde вокруг тропических циклонов в так называемые миссии по синоптическим потокам в Атлантическом бассейне уменьшило ошибку слежения на 15–20 процентов. Использование консенсуса моделей прогноза, а также членов ансамбля различных моделей может помочь уменьшить ошибку прогноза. Однако независимо от того, насколько малой становится средняя ошибка, большие ошибки в руководстве все же возможны. Точный прогноз пути важен, потому что, если прогноз пути неверен, прогнозы интенсивности, осадков, штормовых нагонов и угрозы торнадо также будут неверными.

Продолжительность периода прогноза
Трехдневный Национальный центр ураганов прогноз отслеживания Катрины в 2005 году

Прогнозы в рамках рекомендаций по ураганам были выпущены на один день в будущем в 1954 году, прежде чем были продлен до двух дней в будущем в 1961 году и трех дней в будущем в 1964 году. Начиная с середины и конца 1990-х годов, исследования тропических циклонов и того, как модели прогнозов обрабатывают системы, привели к значительному улучшению ошибок отслеживания. К 2001 году ошибка в достаточной степени уменьшилась, чтобы в будущем отслеживать общественные консультации до 5 дней. Кроме того, в 17:00 по Гринвичу во время сезона ураганов между Центром гидрометеорологических прогнозов и Национальным центром ураганов осуществляется координационный вызов средней дальности для координации размещения тропических циклонов на средне- прогноз давления диапазона на 6 и 7 дней в будущем для северо-восточных бассейнов Тихого океана и Атлантического океана. Время от времени, даже в этом временном интервале, можно делать успешные прогнозы.

В прогнозах Национальный центр ураганов использует конус прогноза траектории для графического представления неопределенности в своих прогнозах будущего местоположения тропического циклона.. Конус представляет собой вероятное положение центра циркуляции тропического циклона и создается путем рисования набора кругов с центрами в каждой прогнозируемой точке - 12, 24, 36, 48 и 72. часов для трехдневного прогноза, а также 96 и 120 часов для пятидневного прогноза. Радиус каждого круга равен двум третям исторических ошибок официального прогноза за предшествующий пятилетний период. Затем конус строится путем проведения касательной линии, которая соединяет внешнюю границу всех окружностей. Национальный центр ураганов заявляет, что весь путь тропического циклона «можно ожидать, что он будет оставаться в пределах конуса примерно 60–70% времени».

См. Также
  • Портал тропических циклонов
Ссылки
Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 12:32:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте