Накопленная энергия циклона ( ACE ) — это метрика, используемая для сравнения общей активности тропических циклонов , использующая доступные записи о скорости ветра с шестичасовыми интервалами для синтеза продолжительности и силы шторма в единое значение индекса. [1] Индекс ACE может относиться к одному шторму или к группам штормов, например, в течение определенного месяца, полного сезона или объединенных сезонов. [2] Он рассчитывается путем суммирования квадратов максимальных устойчивых ветров тропических циклонов , зарегистрированных каждые шесть часов, но только для скоростей ветра не менее силы тропического шторма (≥ 34 узлов; 63 км/ч; 39 миль/ч); [3] полученное число делится на 10 000, чтобы поместить его в более управляемую шкалу. [1]
Расчет возник как индекс потенциала разрушения ураганом (Hurricane Destruction Potential, HDP), который суммирует квадраты максимальных устойчивых ветров тропических циклонов при силе урагана не менее 64 узлов (≥ 119 км/ч; 74 миль/ч) [3] с шестичасовыми интервалами регистрации в течение всего сезона. [4] Позднее индекс HDP был изменен, чтобы дополнительно включить тропические штормы, то есть все скорости ветра не менее 34 узлов (≥ 63 км/ч; 39 миль/ч), [3] чтобы стать накопленным индексом энергии циклона . [5]
Самый высокий показатель ACE, рассчитанный для одного тропического циклона за всю историю наблюдений в мире, составляет 87,01 и был установлен циклоном Фредди в 2023 году. [6]
Индекс ACE является ответвлением индекса потенциала разрушения ураганов (Hurricane Destruction Potential, HDP), созданного в 1988 году Уильямом Греем и его коллегами из Университета штата Колорадо [4], которые утверждали, что разрушительность ветра и штормового нагона урагана лучше связана с квадратом максимальной скорости ветра ( ), чем просто с максимальной скоростью ветра ( ). [4] Индекс HDP рассчитывается путем возведения в квадрат предполагаемых максимальных устойчивых скоростей ветра для тропических циклонов при силе урагана, то есть при скорости ветра не менее 64 узлов (≥ 119 км/ч; 74 мили в час). [3] Квадраты скоростей ветра из шестичасовых интервалов регистрации затем суммируются за весь сезон. [5] [4] Впоследствии эта шкала была изменена в 1999 году Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA), чтобы включить не только ураганы, но и тропические штормы, то есть все циклоны, когда скорость ветра составляет не менее 34 узлов (≥ 63 км/ч; 39 миль/ч). [3] Поскольку расчет был более широко скорректирован NOAA, индекс использовался различными способами, такими как сравнение отдельных штормов, а также различными агентствами и исследователями, включая Австралийское бюро метеорологии и Метеорологическое управление Индии . [7] [8] Цели индекса ACE включают в себя классификацию того, насколько активными были сезоны тропических циклонов, а также выявление возможных долгосрочных тенденций в определенной области, такой как Малые Антильские острова. [9]
Накопленная энергия циклона рассчитывается путем суммирования квадратов предполагаемой максимальной устойчивой скорости тропических циклонов, когда скорость ветра составляет по крайней мере силу тропического шторма (≥ 34 узлов; 63 км/ч; 39 миль/ч) [3] с зарегистрированными шестичасовыми интервалами. Суммы обычно делятся на 10 000, чтобы сделать их более управляемыми. Одна единица ACE равна 10 −4 узлов 2 , и для использования в качестве индекса эта единица предполагается. Таким образом:
где — расчетная постоянная скорость ветра в узлах с интервалом в шесть часов. [5]
Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. Однако, в отличие от меры, определенной выше, кинетическая энергия также пропорциональна массе (соответствующей размеру шторма) и представляет собой интеграл силы, равный массе, умноженной на ускорение, , где ускорение является первообразной скорости, или . Интеграл представляет собой разность на границах квадратной первообразной, а не сумму квадратов на регулярных интервалах. Таким образом, термин, применяемый к индексу, накопленная энергия циклона , является неправильным, поскольку индекс не является ни мерой кинетической энергии, ни «накопленной энергией».
В Атлантическом океане Национальное управление океанических и атмосферных исследований США и другие организации используют индекс ACE сезона для классификации сезона по четырем категориям. [9] Эти четыре категории — чрезвычайно активный, выше нормы, около нормы и ниже нормы, и определяются с использованием приблизительного квартильного разбиения сезонов на основе индекса ACE за 70 лет с 1951 по 2020 год. [9] Медианное значение индекса ACE с 1951 по 2020 год составляет 96,7 x 10 4 кт 2 . [9]
Самый высокий ACE, когда-либо оцененный для одного шторма в Атлантике, составляет 73,6 для урагана Сан-Сириако в 1899 году . Ураган категории 4, который длился четыре недели, этот один шторм имел ACE выше, чем многие целые сезоны атлантических штормов. Другие атлантические штормы с высокими ACE включают ураган Иван в 2004 году с ACE 70,4, ураган Ирма в 2017 году с ACE 64,9, ураган Большой Чарльстон в 1893 году с ACE 63,5, ураган Изабель в 2003 году с ACE 63,3 и ураган Куба 1932 года с ACE 59,8. [11]
С 1950 года самым высоким ACE тропического шторма был тропический шторм Филипп в 2023 году , который достиг ACE 9,4. [12] Самым высоким ACE урагана категории 1 был ураган Надин в 2012 году , который достиг ACE 26,3. Рекорд самого низкого ACE тропического шторма совместно удерживают тропический шторм Крис в 2000 году и тропический шторм Филипп в 2017 году , оба из которых были тропическими штормами всего шесть часов и имели ACE всего 0,1225. Самым низким ACE любого урагана был ураган Синди 2005 года , который был ураганом всего шесть часов, и ураган Лоренцо 2007 года , который был ураганом в течение двенадцати часов; У Синди ACE был всего 1,5175, а у Лоренцо ACE был ниже — всего 1,475. Самый низкий ACE крупного урагана (категории 3 или выше) был у урагана Герда в 1969 году с ACE 5,3. [13] В следующей таблице показаны штормы в Атлантическом бассейне с 1851 по 2021 год, которые достигли более 50 баллов ACE. [13]
До эпохи спутникового наблюдения (до середины 1960-х годов) наблюдается недоучет тропических штормов, ураганов и крупных ураганов из-за сложности идентификации штормов.
Критерии классификации
В восточной части Тихого океана Национальное управление океанических и атмосферных исследований США и другие организации используют индекс ACE сезона для классификации сезона по трем категориям. [16] Эти четыре категории включают в себя чрезвычайно активную, выше, около и ниже нормы и определяются с использованием приблизительного терцильного разбиения сезонов на основе индекса ACE и количества тропических штормов, ураганов и крупных ураганов за 30 лет с 1991 по 2020 год. [16]
Для того чтобы сезон можно было определить как превышающий норму, необходимо соблюдение критерия индекса ACE и двух или более других критериев, указанных в таблице ниже. [16]
Среднее значение индекса ACE с 1991 по 2020 год составляет 108,7 × 10 4 кт 2 , тогда как медианное значение составляет 97,2 × 10 4 кт 2 . [16]
Самый высокий ACE, когда-либо оцененный для одного шторма в восточной или центральной части Тихого океана, при расположении к востоку от международной линии перемены дат , составляет 62,8 для урагана Фико 1978 года . Другие штормы в восточной части Тихого океана с высокими ACE включают ураган Джон в 1994 году с ACE 54,0, ураган Кевин в 1991 году с ACE 52,1 и ураган Гектор 2018 года с ACE 50,5. [17]
В следующей таблице показаны штормы в восточной и центральной частях Тихого океана с 1971 по 2023 год, которые достигли более 30 баллов ACE. [18]
† – Указывает, что шторм сформировался в восточной/центральной части Тихого океана, но пересек 180° з.д. по крайней мере один раз; поэтому включены только ACE и количество дней, проведенных в восточной/центральной части Тихого океана.
Данные по ACE считаются достоверными, начиная с сезона 1971 года .
Критерии классификации
До эпохи спутникового наблюдения (до середины 1950-х годов) наблюдалась систематическая ошибка, связанная с недоучетом тропических штормов, тайфунов и супертайфунов, из-за сложности идентификации штормов.
Критерии классификации
В северной части Индийского океана существуют различные агентства, которые отслеживают и прогнозируют тропические циклоны, включая Объединенный центр предупреждения о тайфунах США, а также Метеорологическое управление Бангладеш, Пакистана и Индии. [7] В результате этого траектория и интенсивность тропических циклонов отличаются друг от друга, и, как следствие, накопленная энергия циклона также различается по региону. [7] Однако Метеорологическое управление Индии было назначено ВМО официальным Региональным специализированным метеорологическим центром для региона и разработало ACE для всех циклонических систем выше 17 узлов (31 км/ч; 20 миль/ч) на основе своего наилучшего анализа траектории, который восходит к 1982 году. [7] [20]
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
