Прогнозирование осадков в тропических циклонах включает использование научных моделей и других инструментов для прогнозирования осадков, ожидаемых в тропических циклонах, таких как ураганы и тайфуны. Знание климатологии осадков в тропических циклонах полезно для определения прогноза осадков в тропических циклонах. Больше осадков выпадает перед центром циклона, чем после него. Самые сильные осадки выпадают в его центральной плотной облачности и стене глаза . Медленно движущиеся тропические циклоны, такие как ураганы Дэнни и Вильма , могут привести к самым высоким количествам осадков из-за продолжительных сильных дождей над определенным местом. Однако вертикальный сдвиг ветра приводит к уменьшению количества осадков, поскольку осадки благоприятствуются нисходящему сдвигу и немного левее центра, а восходящая сторона остается лишенной осадков. Наличие холмов или гор вблизи побережья, как это имеет место в большей части Мексики , Гаити , Доминиканской Республики , большей части Центральной Америки , Мадагаскара , Реюньона , Китая и Японии , приводит к увеличению количества осадков на их наветренной стороне из-за принудительного подъема, вызывающего сильные ливни в горах. Сильная система, движущаяся через средние широты, такая как холодный фронт , может привести к большому количеству осадков из тропических систем, происходящему задолго до его центра. Движение тропического циклона над холодной водой также ограничит его потенциал осадков. Сочетание факторов может привести к исключительно большому количеству осадков, как это было во время урагана Митч в Центральной Америке . [1]
Использование моделей прогнозирования может помочь определить величину и характер ожидаемых осадков. Модели климатологии и устойчивости, такие как r-CLIPER, могут создать базовый уровень для прогнозирования осадков тропических циклонов . Упрощенные модели прогнозирования, такие как метод Крафта и правила восьми и шестнадцати дюймов, могут создавать быстрые и простые прогнозы осадков, но они содержат множество предположений, которые могут быть неверными, например, предположение о среднем движении вперед, среднем размере шторма и знании сети наблюдения за осадками, к которой движется тропический циклон. Метод прогнозирования TRaP предполагает, что структура осадков тропического циклона в настоящее время мало изменится в течение следующих 24 часов. Глобальная модель прогнозирования, которая показывает наибольшее мастерство в прогнозировании осадков, связанных с тропическими циклонами в Соединенных Штатах, — это ECMWF IFS (Интегрированная система прогнозирования). [2] [3]
Большая часть осадков выпадает перед центром (или глазом ), чем после прохождения центра, причем самый высокий процент приходится на правый передний квадрант . Самые высокие показатели осадков тропического циклона могут находиться в правом заднем квадранте в пределах обучающей (неподвижной) полосы притока. [4] Установлено, что осадки наиболее сильны в их внутреннем ядре, в пределах градуса широты от центра, с меньшим количеством дальше от центра. Большая часть осадков в ураганах сосредоточена в его радиусе штормовых ветров . [5] Более крупные тропические циклоны имеют большие дождевые щиты, что может привести к большему количеству осадков дальше от центра циклона. [5] Штормы, которые двигались медленно или петляли, приводят к самому большому количеству осадков. Риль подсчитал, что 33,97 дюйма (863 мм) осадков в день можно ожидать в пределах половины градуса или 35 миль (56 км) от центра зрелого тропического циклона. [6] Многие тропические циклоны движутся вперед со скоростью 10 узлов, что ограничит продолжительность этих чрезмерных осадков примерно одной четвертью дня, что даст около 8,50 дюймов (216 мм) осадков. Это будет справедливо над водой, в пределах 100 миль (160 км) от береговой линии, [7] и за пределами топографических особенностей. По мере того, как циклон движется дальше вглубь суши и лишается своего источника тепла и влаги (океана), количество осадков от тропических циклонов и их остатков быстро уменьшается. [8]
Вертикальный сдвиг ветра заставляет схему распределения осадков вокруг тропического циклона стать крайне асимметричной, при этом большая часть осадков выпадает слева и по ветру от вектора сдвига, или вниз по левому направлению. Другими словами, юго-западный сдвиг заставляет большую часть осадков выпадать на северо-северо-восток от центра. [9] Если сдвиг ветра достаточно сильный, большая часть осадков будет перемещаться от центра, что приведет к тому, что известно как открытый центр циркуляции. Когда это происходит, потенциальная величина осадков с тропическим циклоном будет значительно уменьшена.
Когда тропический циклон взаимодействует с ложбиной верхнего уровня и связанным с ней поверхностным фронтом , отчетливая северная область осадков видна вдоль фронта впереди оси ложбины верхнего уровня. Поверхностные фронты с количеством осаждаемой воды 1,46 дюйма (37 мм) или более и дивергенция верхнего уровня над головой к востоку от ложбины верхнего уровня могут привести к значительному количеству осадков. [10] Этот тип взаимодействия может привести к появлению самых сильных осадков, выпадающих вдоль и слева от пути тропического циклона, при этом осадки проносятся на сотни миль или километров по ветру от тропического циклона. [11]
Влажный воздух, нагнетаемый вверх по склонам прибрежных холмов и горных цепей, может привести к гораздо более сильным осадкам, чем на прибрежной равнине. [12] Эти сильные осадки могут привести к оползням, которые по-прежнему приводят к значительным человеческим жертвам, как это было во время урагана Митч в Центральной Америке , где погибло несколько тысяч человек. [13]
Отдел исследований ураганов Атлантической океанографической и метеорологической лаборатории создал модель r-CLIPER ( климатология и устойчивость осадков ), которая будет служить основой для всех проверок, касающихся осадков тропических циклонов . Теория заключается в том, что если глобальные прогностические модели не могут превзойти прогнозы, основанные на климатологии, то в их использовании нет никакого навыка . Использование прогнозируемого пути с r-CLIPER имеет определенное преимущество, поскольку он может быть запущен 120 часов/5 дней с прогнозируемым путем любого тропического циклона в глобальном масштабе в течение короткого периода времени. [14] Краткосрочная вариация, которая использует устойчивость, — это метод потенциала тропического падения осадков ( TRaP ) , который использует спутниковые данные о количестве осадков, полученные со спутников с микроволновой визуализацией , и экстраполирует текущую конфигурацию осадков вперед на 24 часа вдоль текущего прогнозируемого пути. [15] Главный недостаток этого метода заключается в том, что он предполагает устойчивое состояние тропического циклона, который претерпевает мало структурных изменений со временем, поэтому он запускается только на 24 часа вперед. [16]
Компьютерные модели можно использовать для диагностики величины осадков тропических циклонов. Поскольку модели прогнозирования выводят свою информацию на сетке, они дают только общее представление о площади покрытия умеренных и сильных осадков. Ни одна из текущих моделей прогнозирования не работает на достаточно мелком масштабе сетки (1 км или меньше), чтобы иметь возможность обнаружить абсолютные максимумы, измеренные в пределах тропических циклонов. Из моделей прогнозирования США наиболее эффективной моделью для прогнозирования осадков тропических циклонов является GFS , или Глобальная система прогнозирования . [17] Было показано, что модель GFDL имеет высокую погрешность относительно величины более сильных основных осадков в пределах тропических циклонов. [18] Начиная с 2007 года , модель NCEP Hurricane-WRF стала доступна для прогнозирования осадков от тропических циклонов. [19] Недавняя проверка показывает, что как европейская модель прогнозирования ECMWF , так и североамериканская мезомасштабная модель (NAM) показывают низкую погрешность при более сильных количествах осадков в пределах тропических циклонов. [20]
В конце 1950-х годов появилось это эмпирическое правило , разработанное Р. Х. Крафтом. [21] Из данных о количестве осадков (в имперских единицах), предоставленных сетью наблюдений за осадками первого порядка в Соединенных Штатах , было отмечено , что общее количество осадков за шторм соответствует простому уравнению: 100, деленное на скорость движения в узлах. [22] Это правило работает даже в других странах, пока движется тропический циклон, и только сеть станций первого порядка или синоптических станций (с наблюдениями, расположенными на расстоянии около 60 миль (97 км) друг от друга) используется для получения общих данных о штормах. Канада использует модифицированную версию правила Крафта, которая делит результаты на коэффициент два, что учитывает более низкие температуры поверхности моря, наблюдаемые вокруг Атлантической Канады, и распространенность систем, подвергающихся вертикальному сдвигу ветра на их северных широтах. [20] Основная проблема с этим правилом заключается в том, что сеть наблюдений за осадками плотнее, чем сеть синоптических сообщений или сети станций первого порядка, что означает, что абсолютный максимум, вероятно, будет недооценен. Другая проблема заключается в том, что он не учитывает размер тропического циклона и топографию.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .