Накопленная энергия циклонов ( ACE ) — это показатель, используемый для сравнения общей активности тропических циклонов с использованием доступных записей 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 нескольких сезонов. [2] Он рассчитывается путем суммирования квадратов максимальных продолжительных ветров тропических циклонов , регистрируемых каждые шесть часов, но только для скоростей ветра, по крайней мере, силы тропического шторма (≥ 34 узлов; 63 км/ч; 39 миль в час); [3] полученная цифра делится на 10 000, чтобы придать ей более удобный масштаб. [1]
В основе расчета лежит индекс потенциала разрушения ураганов (HDP), который суммирует квадраты максимальных продолжительных ветров тропических циклонов при силе урагана не менее 64 узлов (≥ 119 км/ч; 74 миль в час) [3] в течение шести часов. зарегистрированные интервалы в течение всего сезона. [4] Индекс HDP позже был изменен, чтобы дополнительно включать тропические штормы, то есть все скорости ветра не менее 34 узлов (≥ 63 км/ч; 39 миль в час), [3] и стал индексом накопленной энергии циклонов . [5]
Самый высокий показатель ACE, рассчитанный для одного зарегистрированного тропического циклона в мире, составляет 87,01, установленный циклоном Фредди в 2023 году. [6]
Индекс накопленной энергии циклонов является ответвлением индекса «Потенциал разрушения ураганов» (HDP), индекса, созданного в 1988 году Уильямом Греем и его коллегами из Университета штата Колорадо [4] , которые утверждали, что разрушительная сила ураганного ветра и штормового нагона лучше связана с квадрат максимальной скорости ветра ( ), чем просто максимальную скорость ветра ( ). [4] Индекс HDP рассчитывается путем возведения в квадрат расчетной максимальной устойчивой скорости ветра для тропических циклонов при силе урагана, то есть скорости ветра не менее 64 узлов (≥ 119 км/ч; 74 миль в час). [3] Затем квадраты скорости ветра за шестичасовые интервалы записи суммируются за весь сезон. [5] [4] Впоследствии в 1999 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (НОАА) изменило эту шкалу, включив в нее не только ураганы, но и тропические штормы, то есть все циклоны со скоростью ветра не менее 34 узлов (≥ 63). км/ч; 39 миль в час). [3] NOAA назвало недавно модифицированный индекс накопленной энергии циклонов . [5] Поскольку расчет был более широко скорректирован NOAA, индекс использовался различными способами, например, для сравнения отдельных штормов, а также различными агентствами и исследователями, включая Австралийское бюро метеорологии и Метеорологический департамент Индии . [7] [8] Цели индекса ACE включают классификацию активности сезонов тропических циклонов, а также выявление возможных долгосрочных тенденций в определенном районе, например на Малых Антильских островах. [9]
Накопленная энергия циклонов рассчитывается путем суммирования квадратов расчетной максимальной устойчивой скорости тропических циклонов, когда скорость ветра равна как минимум силе тропического шторма (≥ 34 узлов; 63 км/ч; 39 миль в час) [3] с зарегистрированными шестичасовыми интервалами. Суммы обычно делятся на 10 000, чтобы сделать их более управляемыми. Одна единица ACE равна 10 -4 кН 2 , и для использования в качестве индекса предполагается единица. Таким образом:
где оценивается устойчивая скорость ветра в узлах с шестичасовыми интервалами. [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 в пределах квадратной первообразной, а не сумму квадратов через равные промежутки времени. 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 сезона ACE для отнесения сезона к одной из четырех категорий. [9] Эти четыре категории являются чрезвычайно активными: выше нормы, около нормы и ниже нормы, и рассчитываются с использованием приблизительного квартильного разделения 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 х 10 4 тыс. т 2 . [9]
Самый высокий за всю историю ACE, оцененный для одного шторма в Атлантике, составляет 73,6 для урагана Сан-Сириако в 1899 году . Ураган 4-й категории, продолжавшийся четыре недели, имел показатель ACE выше, чем у многих сезонов штормов в Атлантике. 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, Большой ураган Чарльстон в 1893 году с ACE 63,5, ураган Изабель в 2003 году с ACE. 63,3 и ураган на Кубе в 1932 году с ACE 59,8. [11]
С 1950 года самым высоким показателем 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 по самому низкому ACE тропического шторма принадлежит тропическому шторму Крис в 2000 году и тропическому шторму Филипп в 2017 году , оба из которых были тропическими штормами всего шесть часов и имели ACE всего 0,1225. Самым низким уровнем ACE из всех ураганов был ураган Синди в 2005 году , который длился всего шесть часов, и ураган Лоренцо в 2007 году , который длился двенадцать часов; У Синди ACE был всего 1,5175, а у Лоренцо ACE был ниже, всего 1,475. Самым низким ACE среди крупных ураганов (Категория 3 или выше) был ураган Герда в 1969 году с ACE 5,3. [13] В следующей таблице показаны штормы в Атлантическом бассейне в 1851–2021 годах, которые достигли более 50 баллов ACE. [13]
До эры спутников (до середины 1960-х годов) наблюдается заниженный учет 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 сезона ACE для отнесения сезона к одной из трех категорий. [15] Эти три категории выше, около и ниже нормы и разработаны с использованием приблизительного терцильного разделения сезонов на основе индекса ACE и количества тропических штормов, ураганов и крупных ураганов за 30 лет между ними. 1991 и 2020 годы. [15]
Чтобы сезон был определен как сезон выше нормы, должны быть соблюдены критерий индекса ACE и два или более других критериев, приведенных в таблице ниже. [15]
Среднее значение индекса ACE с 1991 по 2020 год составляет 108,7 х 10 4 тыс. тонн 2 , а медианное значение — 97,2 х 10 4 тыс. тонн 2 . [15]
Самый высокий за всю историю ACE, оцененный для одного шторма в восточной или центральной части Тихого океана, хотя он расположен 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. [16]
В следующей таблице показаны штормы в бассейнах восточной и центральной части Тихого океана с 1971 по 2023 год, которые достигли более 30 баллов ACE. [17]
† – указывает на то, что шторм сформировался в восточной/центральной части Тихого океана, но хотя бы один раз пересек 180° з.д.; поэтому учитываются 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 эры спутников (до середины 1950-х годов) наблюдалась заниженная ошибка в учете 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, в том числе Объединенный центр предупреждения о тайфунах США, а также Метеорологический департамент Бангладеш, Пакистана и Индии. [7] В результате траектория и интенсивность тропических циклонов отличаются друг от друга, и, как следствие, накопленная энергия циклонов также варьируется в зависимости от региона. [7] Однако Метеорологический департамент Индии был назначен ВМО официальным региональным специализированным метеорологическим центром региона и разработал ACE для всех циклонических систем со скоростью выше 17 узлов (31 км/ч; 20 миль в час) на основе их лучший анализ треков, начиная с 1982 года. [7] [19]
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
