Dvořákova technika - Dvorak technique

Běžné vývojové vzorce pozorované během vývoje tropických cyklonů a jejich intenzity přiřazené Dvořákovi

Technika Dvořák (vyvinuta v letech 1969 a 1984 Vernon Dvorak ) je široce používaný systém pro odhad tropický cyklón intenzitu (která zahrnuje tropické deprese, tropické bouře a hurikány / Typhoon / intenzivní tropický cyklón intenzity) pouze na základě viditelných a infračervených satelitních snímků . V rámci odhadu síly satelitů Dvorak pro tropické cyklóny existuje několik vizuálních vzorců, které může cyklon převzít a které definují horní a dolní hranici jeho intenzity. Primárními používanými vzory jsou zakřivený pásový vzor (T1.0-T4.5), smykový vzor (T1.5 – T3.5), centrální hustý zatažený (CDO) vzor (T2.5 – T5.0), centrální studený kryt (CCC), oční pruhovací vzor (T4.0 – T4.5) a oční vzor (T4.5 – T8.0).

Obě centrální hustá zataženo a vložené oko vzor pomocí velikosti CDO. Intenzity vzoru CDO začínají na T2,5, což odpovídá minimální intenzitě tropických bouří (40 mph, 65 km/h). Uvažuje se také o tvaru centrálního hustého zatažení. Oční vzor využívá chladu vrcholků mraků v okolní masě bouřek a kontrastuje s teplotou v samotném oku. Čím větší je teplotní rozdíl, tím silnější je tropický cyklón. Jakmile je vzor identifikován, bouřkové prvky (jako je délka a zakřivení páskovacích prvků) se dále analyzují, aby se dospělo ke konkrétnímu číslu T. Vzorec CCC naznačuje, že dochází k malému vývoji, navzdory chladným vrcholům mraků spojeným s rychle se vyvíjející funkcí.

Několik agentur vydá čísla Dvorak intenzitou tropických cyklonů a jejich prekurzorů, včetně Národní hurikánové centrum ‚s Tropical Analýza a prognóza Branch (TAFB) se NOAA / NESDIS Satellite Analýza Branch (SAB) a společná Typhoon Warning Center v námořní meteorologie a oceánografie v Pearl Harbor , Hawaii .

Evoluce metody

Dvorakova technika správně nediagnostikuje intenzitu cyklónu u bouří, jako je Subtropická bouře Andrea, protože platí pouze pro tropické cyklóny

Počáteční vývoj této techniky nastal v roce 1969 Vernonem Dvořákem pomocí satelitních snímků tropických cyklónů v severozápadním Tichém oceánu. Systém, jak byl původně koncipován, zahrnoval párování vzorů cloudových funkcí s vývojovým a rozpadovým modelem. Jak tato technika dozrávala v 70. a 80. letech minulého století, měření oblačných funkcí se stalo dominantní při definování intenzity tropického cyklónu a centrálního tlaku v oblasti nízkého tlaku tropického cyklonu . Použití infračervených satelitních snímků vedlo k objektivnějšímu posouzení síly tropických cyklónů s očima , pomocí nejvyšších teplot mraků v oční stěně a jejich kontrastu s teplými teplotami v samotném oku. Omezení změn krátkodobé intenzity se používají méně často, než tomu bylo v 70. a 80. letech minulého století. Centrální tlaky přiřazené tropickým cyklónům vyžadovaly úpravu, protože původní odhady byly 5–10 hPa (0,15–0,29 inHg) příliš nízké v Atlantiku a až 20 hPa (0,59 inHg) příliš vysoké v severozápadním Pacifiku. To vedlo k vývoji samostatného vztahu tlaku větru pro severozápadní Pacifik, který navrhli Atkinson a Holliday v roce 1975 a poté upravili v roce 1977.

Protože lidští analytici využívající tuto techniku ​​vedou k subjektivním předsudkům, bylo vyvinuto úsilí o objektivnější odhady pomocí počítačových programů, jimž pomohly satelitní snímky s vyšším rozlišením a výkonnější počítače. Vzhledem k tomu, že tropické cyklónové satelitní vzorce mohou v průběhu času kolísat, automatizované techniky využívají šest hodin průměrování, aby vedly ke spolehlivějším odhadům intenzity. Vývoj objektivní techniky Dvorak začal v roce 1998, která nejlépe fungovala s tropickými cyklóny s očima (síly hurikánu nebo tajfunu). Stále to vyžadovalo ruční umístění centra, aby byla v procesu zachována určitá subjektivita. Do roku 2004 byla vyvinuta pokročilá Dvorakova technika, která využívala páskovací funkce pro systémy pod intenzitou hurikánu a objektivně určovala střed tropického cyklónu. Předpětí centrálního tlaku bylo odhaleno v roce 2004 v souvislosti se sklonem tropopauzy a nejvyššími teplotami mraků, které se mění s zeměpisnou šířkou, což pomohlo zlepšit odhady centrálního tlaku v rámci objektivní techniky.

Podrobnosti o metodě

Dvorakovo číslo T a odpovídající intenzita
T-číslo 1 min. Větry Kategorie ( SSHWS ) Min. Tlak (milibar)
( uzly ) (mph) (km/h) Atlantik SZ Pacifik
1,0 - 1,5 25 29 45 pod TD ---- ----
2.0 30 35 55 TD 1009 1000
2.5 35 40 65 TS 1005 998
3,0 45 52 83 TS 1000 991
3.5 55 63 102 TS- kat. 1 994 984
4,0 65 75 120 Kočka 1 987 976
4.5 77 89 143 Cat 1 - Cat 2 979 966
5,0 90 104 167 Kočka 2 - Kočka 3 970 954
5.5 102 117 189 Kočka 3 960 941
6.0 115 132 213 Kočka 4 948 927
6.5 127 146 235 Kočka 4 935 915
7.0 140 161 260 Kočka 5 921 898
7.5 155 178 287 Kočka 5 906 879
8,0 170 196 315 Kočka 5 890 858
8.5dýka 185 213 343 Kočka 5 873 841
Poznámka: Tlaky uvedené pro SZ tichomořskou pánev jsou nižší, protože tlak v celé pánvi je relativně nižší než v Atlantické pánvi.
dýkaHodnoty 8,1–8,5 jsou přiřazovány pouze automatizovanými pokročilými systémy Dvorak CIMSS a NOAA a nejsou používány v subjektivních analýzách.
Dvorak vylepšení snímků Typhoon Haiyan na T8.0

U vyvíjejícího se cyklonu tato technika využívá skutečnosti, že cyklóny podobné intenzity mívají určité charakteristické rysy a jak se posilují, mají tendenci se předvídatelně měnit ve vzhledu. Struktura a organizace tropického cyklonu jsou sledovány po dobu 24 hodin, aby se zjistilo, zda bouře zeslábla, udržela si svoji intenzitu nebo zesílila. Různé centrální cloudové a pásmové funkce jsou porovnávány se šablonami, které ukazují typické bouřkové vzorce a s nimi spojenou intenzitu. Pokud jsou pro cyklón s viditelným očním vzorem k dispozici infračervené satelitní snímky, pak tato technika využívá ke stanovení intenzity rozdíl mezi teplotou teplého oka a okolními chladnými vrcholy mraků (chladnější vrcholy mraků obecně indikují intenzivnější bouři). V každém případě je bouři přiřazeno „číslo T“ (zkratka pro tropické číslo) a hodnota aktuální intenzity (CI). Tato měření se pohybují mezi 1 (minimální intenzita) a 8 (maximální intenzita). Číslo T a hodnota CI jsou stejné s výjimkou slabnoucích bouří, v takovém případě je CI vyšší. U oslabujících systémů je CI držena jako intenzita tropických cyklonů po dobu 12 hodin, ačkoli výzkum z Národního centra pro hurikány naznačuje, že šest hodin je rozumnější. Tabulka vpravo ukazuje přibližnou rychlost větru na povrchu a tlak hladiny moře, který odpovídá danému číslu T. Množství, které může tropický cyklón změnit v síle za 24 hodin, je omezeno na 2,5 čísla T za den.

Typy vzorů

V rámci odhadu síly satelitů Dvorak pro tropické cyklóny existuje několik vizuálních vzorců, které může cyklon převzít a které definují horní a dolní hranici jeho intenzity. Primárními používanými vzory jsou zakřivený pásový vzor (T1.0-T4.5), smykový vzor (T1.5-T3.5), centrální hustý zatažený (CDO) vzor (T2.5-T5.0), pruhovaný vzor oka (T4.0-T4.5), vzor očí (T4.5-T8.0) a vzor centrálního studeného krytu (CCC). Centrální hustý zatažený i vložený vzor oka využívají velikost CDO. Intenzity vzoru CDO začínají na T2,5, což odpovídá minimální intenzitě tropických bouří (40 mil za hodinu (64 km/h)). Uvažuje se také o tvaru centrálního hustého zatažení. Čím dále je střed zasunut do CDO, tím je považován za silnější. Tropickým cyklónům s maximálním trvalým větrem mezi 65 mil za hodinu (105 km/h) a 100 mil za hodinu (160 km/h) může být centrum oběhu zakryto oblačností centrální husté zataženosti ve viditelných a infračervených satelitních snímcích, které diagnóza jejich intenzity je výzvou.

CCC obrazec se svou velkou a rychle se rozvíjející hmotou hustých cirrových mraků rozprostírajících se z oblasti konvekce poblíž centra tropického cyklónu v krátkém časovém období naznačuje malý vývoj. Když se vyvíjí, dešťové pásy a oblačné linie kolem tropického cyklonu slábnou a tlustý mrakový štít zakrývá oběhové centrum. I když se podobá vzoru CDO, je zřídka vidět.

Oční vzor využívá chladu vrcholků mraků v okolní masě bouřek a kontrastuje s teplotou v samotném oku. Čím větší je teplotní rozdíl, tím silnější je tropický cyklón. Vítr v tropických cyklónech lze také odhadnout sledováním funkcí v rámci CDO pomocí geostacionárních satelitních snímků s rychlým skenováním , jejichž snímky jsou pořizovány s odstupem několika minut, nikoli každou půlhodinou.

Jakmile je vzor identifikován, bouřkové prvky (jako je délka a zakřivení páskovacích prvků) jsou dále analyzovány, aby se dospělo ke konkrétnímu číslu T.

Používání

Několik agentur vydává čísla intenzity Dvořáka pro tropické cyklóny a jejich prekurzory. Patří mezi ně Tropical Analysis and Forecast Branch (TAFB) Národního centra pro hurikány (TAFB), Satellite Analysis Branch (SAB) Národního úřadu pro oceán a atmosféru a Společné výstražné středisko pro tajfuny v Centru pro námořní meteorologii a oceánografii v Pearl Harboru na Havaji.

Národní centrum pro hurikány bude často uvádět čísla Dvoraka ve svých produktech z tropických cyklonů. Následující příklad je z diskuse číslo 3 tropické deprese 24 (případně hurikán Wilma ) v Atlantické hurikánové sezóně 2005 : 

BOTH TAFB AND SAB CAME IN WITH A DVORAK SATELLITE INTENSITY ESTIMATE OF T2.5/35 KT. HOWEVER ...OFTENTIMES THE SURFACE WIND FIELD OF LARGE DEVELOPING LOW PRESSURE SYSTEMS LIKE THIS ONE WILL LAG ABOUT 12 HOURS BEHIND THE SATELLITE SIGNATURE. THEREFORE... THE INITIAL INTENSITY HAS ONLY BEEN INCREASED TO 30 KT.

Všimněte si, že v tomto případě bylo Dvorakovo číslo T (v tomto případě T2.5) jednoduše použito jako vodítko, ale o tom, jak se NHC rozhodlo nastavit intenzitu systému, rozhodovaly další faktory.

Kooperativní ústav pro meteorologické družicové studií (CIMSS) na University of Wisconsin-Madison vytvořil Objective Dvorak techniku (ODT). Toto je upravená verze Dvorakovy techniky, která k získání čísla CI používá spíše počítačové algoritmy než subjektivní lidskou interpretaci. To obecně není implementováno pro tropické deprese nebo slabé tropické bouře. Očekává se, že Čínská meteorologická agentura (CMA) začne v blízké budoucnosti používat standardní verzi Dvořáka z roku 1984. Indian Meteorological Department (IMD) preferuje viditelnou satelitní snímky přes infračervené snímky s použitím kvůli vnímané vysoké vychýlení odhadů získaných z infračervené snímky během časných ranních hodinách konvektivní maximum. Japonsko meteorologická agentura (JMA) používá infračervenou verzi Dvořáka přes viditelnou snímků verzi. Hongkongská observatoř a JMA nadále využívají Dvorak po přistání tropického cyklónu. Různá centra udržují maximální intenzitu proudu po dobu 6–12 hodin, ačkoli toto pravidlo je porušeno, když je zřejmé rychlé oslabení.

Citizen science site Cyclone Center používá upravenou verzi techniky Dvorak ke kategorizaci tropického počasí po roce 1970.

Výhody a nevýhody

Nejvýznamnějším přínosem použití této techniky je, že poskytla úplnější historii intenzity tropických cyklónů v oblastech, kde průzkum letadel není ani možný, ani běžně dostupný. Odhady intenzity maximálního trvalého větru jsou v současné době do 5 mil za hodinu (8,0 km/h) od toho, co jsou letadla schopna změřit polovinu času, ačkoli přiřazení intenzity systémů se silami mezi mírnou silou tropických bouří (60 mil za hodina (97 km/h)) a slabá síla hurikánu nebo tajfunu (100 mil za hodinu (160 km/h)) je nejméně jisté. Jeho celková přesnost nebyla vždy pravdivá, protože zdokonalení techniky vedlo v letech 1972 až 1977 ke změnám intenzity až o 32 mil/h (20 mil za hodinu). Tato metoda je vnitřně konzistentní v tom, že omezuje rychlé zvyšování nebo snižování intenzity tropických cyklónů. Některé tropické cyklóny kolísají v síle více než je limit 2,5 T za den povolený pravidlem, což může fungovat na úkor techniky a vedlo to k občasnému opuštění omezení od 80. let minulého století. Systémy s malýma očima v blízkosti končetiny nebo okraje satelitního obrazu mohou být příliš slabě zkresleny pomocí této techniky, což lze vyřešit použitím satelitních snímků polárních oběžných drah . Intenzitu subtropického cyklónu nelze určit pomocí Dvořáka, což vedlo k vývoji techniky Hebert-Poteat v roce 1975. Cyklóny procházející extratropickým přechodem, ztrácející bouřkovou aktivitu, vidí jejich intenzity podhodnocené pomocí Dvořákovy techniky. To vedlo k vývoji extratropické přechodové techniky Miller a Lander, kterou lze za těchto okolností použít.

Viz také

Další nástroje používané ke stanovení intenzity tropického cyklónu:

Reference

externí odkazy

Agentury vydávající odhady intenzity Dvořáka
jiný