Метод Дворжака (разработанный между 1969 и 1984 годами Верноном Дворжаком ) — это широко используемая система оценки интенсивности тропических циклонов (включая тропическую депрессию, тропический шторм и интенсивность ураганов/тайфунов/интенсивных тропических циклонов), основанная исключительно на видимых и инфракрасных спутниковых снимках . В рамках спутниковой оценки силы Дворжака для тропических циклонов существует несколько визуальных моделей , которые может принимать циклон, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основными используемыми моделями являются изогнутая полосатая модель (T1.0-T4.5), сдвиговая модель (T1.5–T3.5), центральная плотная облачность (CDO) (T2.5–T5.0), центральная холодная крышка (CCC), полосатая глазковая модель (T4.0–T4.5) и глазковая модель (T4.5–T8.0).
Как центральная плотная облачность , так и встроенный глаз используют размер CDO. Интенсивность рисунка CDO начинается с T2.5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль/ч, 65 км/ч). Форма центрального плотного облачности также учитывается. Рисунок глаза использует холодность верхних частей облаков в окружающей массе гроз и сопоставляет ее с температурой внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. После определения рисунка характеристики шторма (такие как длина и кривизна полосчатых деталей) дополнительно анализируются для получения определенного числа T. Рисунок CCC указывает на то, что происходит незначительное развитие, несмотря на холодные верхние части облаков, связанные с быстро развивающейся деталью.
Несколько агентств выпускают показатели интенсивности Дворжака для тропических циклонов и их предшественников, в том числе Отделение тропического анализа и прогнозирования (TAFB) Национального центра по ураганам , Отделение спутникового анализа (SAB) NOAA / NESDIS и Объединенный центр предупреждения о тайфунах при Командовании военно-морской метеорологии и океанографии в Перл-Харборе , Гавайи .
Первоначальная разработка этой методики произошла в 1969 году Верноном Двораком с использованием спутниковых снимков тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана. Система, как она была изначально задумана, включала сопоставление шаблонов характеристик облаков с моделью развития и распада. По мере того, как методика совершенствовалась в 1970-х и 1980-х годах, измерение характеристик облаков стало доминирующим в определении интенсивности тропических циклонов и центрального давления области низкого давления тропического циклона . Использование инфракрасных спутниковых снимков привело к более объективной оценке силы тропических циклонов с помощью глаз , используя температуры верхней части облаков в пределах стены глаза и сопоставляя их с теплыми температурами в самом глазу. Ограничения на краткосрочное изменение интенсивности используются реже, чем в 1970-х и 1980-х годах. Центральные давления, присвоенные тропическим циклонам, потребовали модификации, поскольку первоначальные оценки были на 5–10 гПа (0,15–0,29 дюймов рт. ст.) ниже в Атлантике и до 20 гПа (0,59 дюймов рт. ст.) выше в северо-западной части Тихого океана. Это привело к разработке отдельной зависимости ветра от давления для северо-западной части Тихого океана, разработанной Аткинсоном и Холлидеем в 1975 году, а затем измененной в 1977 году. [1]
Поскольку аналитики-люди, использующие эту технику, приводят к субъективным предубеждениям, были предприняты попытки сделать более объективные оценки с помощью компьютерных программ, которым помогли спутниковые снимки с более высоким разрешением и более мощные компьютеры. Поскольку спутниковые модели тропических циклонов могут меняться со временем, автоматизированные методы используют шестичасовой период усреднения, чтобы привести к более надежным оценкам интенсивности. Разработка объективной техники Дворжака началась в 1998 году, которая лучше всего показала себя с тропическими циклонами, имеющими глаза (силы урагана или тайфуна). Она по-прежнему требовала ручного размещения центра, сохраняя некоторую субъективность в процессе. К 2004 году была разработана усовершенствованная объективная техника Дворжака, которая использовала функции полос для систем ниже интенсивности урагана и для объективного определения центра тропического циклона. В 2004 году было обнаружено центральное смещение давления, связанное с наклоном тропопаузы и температурой верхней части облаков, которые меняются с широтой, что помогло улучшить оценки центрального давления в рамках объективной техники. [1]
В развивающемся циклоне метод использует тот факт, что циклоны схожей интенсивности, как правило, имеют определенные характерные черты, и по мере усиления они, как правило, меняют свой внешний вид предсказуемым образом. Структура и организация тропического циклона отслеживаются в течение 24 часов, чтобы определить, ослабел ли шторм, сохранил ли он свою интенсивность или усилился. Различные особенности центрального облака и полос сравниваются с шаблонами, которые показывают типичные модели шторма и связанную с ними интенсивность. [5] Если для циклона с видимым рисунком глаза доступны инфракрасные спутниковые изображения, то метод использует разницу между температурой теплого глаза и окружающих холодных вершин облаков для определения интенсивности (более холодные вершины облаков, как правило, указывают на более интенсивный шторм). В каждом случае шторму присваиваются «число T» (сокращение от Tropical Number) и значение текущей интенсивности (CI). Эти измерения находятся в диапазоне от 1 (минимальная интенсивность) до 8 (максимальная интенсивность). [3] Значение T-числа и CI одинаковы, за исключением слабеющих штормов, в этом случае CI выше. [6] [7] Для слабеющих систем CI удерживается как интенсивность тропического циклона в течение 12 часов, хотя исследования Национального центра по ураганам показывают, что шесть часов являются более разумными. [8] Таблица справа показывает приблизительную скорость ветра у поверхности и давление на уровне моря , которые соответствуют данному T-числу. [9] Величина, на которую тропический циклон может изменить свою силу за 24-часовой период, ограничена 2,5 T-числами в день. [1]
В оценке силы спутника Дворжака для тропических циклонов есть несколько визуальных моделей, которые может принимать циклон, которые определяют верхнюю и нижнюю границы его интенсивности. Основные используемые модели: изогнутая полоса (T1.0-T4.5), сдвиговая модель (T1.5-T3.5), центральная плотная облачность (CDO) (T2.5-T5.0), полосатая глазковая модель (T4.0-T4.5), глазковая модель (T4.5 – T8.0) и центральная холодная крышка (CCC). [10] Как центральная плотная облачность, так и встроенная глазковая модель используют размер CDO. Интенсивности модели CDO начинаются с T2.5, что эквивалентно минимальной интенсивности тропического шторма (40 миль в час (64 км/ч)). Форма центральной плотной облачности также учитывается. Чем дальше центр спрятан в CDO, тем он считается сильнее. [11] Тропические циклоны с максимальными устойчивыми ветрами от 65 миль в час (105 км/ч) до 100 миль в час (160 км/ч) могут иметь центр циркуляции, скрытый за облачностью центральной плотной облачности на видимых и инфракрасных спутниковых снимках, что делает диагностику их интенсивности сложной задачей. [12]
Модель CCC с ее большой и быстро развивающейся массой толстых перистых облаков , распространяющихся из области конвекции вблизи центра тропического циклона в течение короткого периода времени, указывает на незначительное развитие. Когда она развивается, дождевые полосы и линии облаков вокруг тропического циклона ослабевают, а толстый облачный щит скрывает центр циркуляции. Хотя она напоминает модель CDO, ее редко можно увидеть. [10]
Рисунок глаза использует холодность вершин облаков в окружающей массе гроз и противопоставляет ее температуре внутри самого глаза. Чем больше разница температур, тем сильнее тропический циклон. [11] Ветры внутри тропических циклонов также можно оценить, отслеживая особенности в пределах CDO с использованием изображений геостационарного спутника быстрого сканирования , чьи снимки делаются с интервалом в несколько минут, а не каждые полчаса. [13]
После определения закономерности характеристики шторма (такие как длина и кривизна полосчатых элементов) подвергаются дальнейшему анализу для получения конкретного числа Т. [14]
Несколько агентств выпускают показатели интенсивности Дворжака для тропических циклонов и их предшественников. К ним относятся Отделение тропического анализа и прогнозирования (TAFB) Национального центра по исследованию ураганов, Отделение спутникового анализа (SAB) Национального управления океанических и атмосферных исследований и Объединенный центр предупреждения о тайфунах в Военно-морском Тихоокеанском метеорологическом и океанографическом центре в Перл-Харборе, Гавайи. [9]
Национальный центр ураганов часто ссылается на T-числа Дворжака в своих продуктах по тропическим циклонам. Следующий пример взят из обсуждения № 3 Тропической депрессии 24 (в конечном итоге урагана Вильма ) сезона ураганов в Атлантике 2005 года : [15]
И TAFB, и SAB ПРИШЛИ С ОЦЕНКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ СПУТНИКА DVORAK В T2.5/35 KT. ОДНАКО...ЧАСТО ПОЛЕ ПРИЗЕМНОГО ВЕТРА КРУПНЫХ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ, ТАКИХ КАК ЭТА, ОТСТАИВАЕТ ОТ СИГНАТА СПУТНИКА ПРИМЕРНО НА 12 ЧАСОВ. ПОЭТОМУ... НАЧАЛЬНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ БЫЛА УВЕЛИЧЕНА ТОЛЬКО ДО 30 KT.
Обратите внимание, что в этом случае T-число Дворжака (в данном случае T2.5) использовалось просто в качестве ориентира, но решение NHC об установке интенсивности системы определялось и другими факторами.
Кооперативный институт спутниковых метеорологических исследований (CIMSS) при Университете Висконсин-Мэдисон разработал объективный метод Дворжака (ODT). Это модифицированная версия метода Дворжака, которая использует компьютерные алгоритмы, а не субъективную человеческую интерпретацию для получения числа CI. Обычно это не применяется для тропических депрессий или слабых тропических штормов. [9] Ожидается, что Китайское метеорологическое агентство (CMA) начнет использовать стандартную версию Дворжака 1984 года в ближайшем будущем. Индийский метеорологический департамент (IMD) предпочитает использовать видимые спутниковые снимки вместо инфракрасных из-за предполагаемого высокого смещения в оценках, полученных с помощью инфракрасных снимков в ранние утренние часы конвективного максимума. Японское метеорологическое агентство (JMA) использует инфракрасную версию Дворжака вместо версии с видимыми снимками. Гонконгская обсерватория и JMA продолжают использовать Дворжака после выхода тропического циклона на сушу. Различные центры удерживают максимальную интенсивность тока в течение 6–12 часов, хотя это правило нарушается, когда становится очевидным быстрое ослабление. [8]
Гражданский научный сайт Cyclone Center использует модифицированную версию метода Дворжака для классификации тропической погоды после 1970 года. [16]
Наиболее существенным преимуществом использования этой методики является то, что она предоставила более полную историю интенсивности тропических циклонов в районах, где воздушная разведка невозможна или обычно недоступна. Оценки интенсивности максимального устойчивого ветра в настоящее время находятся в пределах 5 миль в час (8,0 км/ч) от того, что самолеты способны измерить половину времени, хотя назначение интенсивности систем с силой между умеренной силой тропического шторма (60 миль в час (97 км/ч)) и слабой силой урагана или тайфуна (100 миль в час (160 км/ч)) является наименее определенным. Его общая точность не всегда была верной, поскольку усовершенствования в методике привели к изменениям интенсивности между 1972 и 1977 годами до 20 миль в час (32 км/ч). Метод внутренне последователен в том, что он ограничивает быстрое увеличение или уменьшение интенсивности тропических циклонов. Некоторые тропические циклоны колеблются по силе больше, чем предельное значение в 2,5 Т в день, разрешенное правилом, что может работать в ущерб технике и привело к периодическому отказу от ограничений с 1980-х годов. Системы с маленькими глазами около лимба или края спутникового изображения могут быть смещены слишком слабо с использованием техники, что может быть устранено с помощью спутниковых изображений с полярной орбитой . Интенсивность субтропических циклонов не может быть определена с помощью Дворжака, что привело к разработке техники Эбера-Потеата в 1975 году. Циклоны, проходящие внетропический переход, теряющие свою грозовую активность, видят, что их интенсивность недооценивается с помощью техники Дворжака. Это привело к разработке техники внетропического перехода Миллера и Ландера , которая может использоваться в этих обстоятельствах. [1]
Другие инструменты, используемые для определения интенсивности тропических циклонов:
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )