Anar al contingut

Model de pronòstic de ciclons tropicals

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
En ocasions se seguixen produint importants errors de trayectòria, com s'observa en este pronòstic primerenc d'Ernesto (2006). El pronòstic oficial del NHC és blau clar, mentres que la trayectòria real de la tormenta és la llínea blanca sobre Florida.

Un model de pronòstic de ciclons tropicals és un programa informàtic que utilisa senyes meteorològics para pronosticar aspectes de l'estat futur dels ciclons tropicals. Existixen tres tipos de models: estadístics, dinàmics o combinats estadístic-dinàmics.[1] Els models dinàmics utilisen potents supercomputadoras en sofisticats programes de modelación matemàtica i senyes meteorològiques para calcular les condicions meteorològiques futures. Els models estadístics pronostiquen l'evolució d'un cicló tropical de forma més senzilla, extrapolando conjunts de senyes històriques, per lo que poden eixecutar-se ràpidament en plataformes com les computadores personals. Els models estadístic-dinàmics utilisen aspectes d'abdós tipos de pronòstic. Existixen quatre tipos principals de pronòstic per als ciclons tropicals: trayectòria, intensitat, marejada ciclònica i precipitacions. Els models dinàmics no es varen desenrollar fins a les décades de 1970 i 1980, i els primers esforços es varen centrar en el problema de les marejadas ciclòniques.

Fins a la década de 1980, els models de trayectòria no varen mostrar habilitat de pronòstic en comparació als models estadístics. Els models estadístic-dinàmics es varen utilisar entres les décades de 1970 i 1990. Els primers models utilisen senyes d'eixecucions anteriors del model, mentres que els últims produïxen resultats en acabant de que s'haja enviat el pronòstic oficial d'huracans. L'us de pronòstics de consens, conjunt i superconjunto reduïx els errors més que qualsevol model de pronòstic individual. Tant les pronòstic de consens com els de superconjunto poden utilisar l'orientació de les eixecucions de models globals i regionals per a millorar el rendiment més que qualsevol dels seus respectius components. Les tècniques utilisades en el Centre Conjunt d'Advertència de Tifons indiquen que les pronòstics superconjuntos són una ferramenta molt potent per a la previsió de trayectòries.

Orientació estadística

[editar | editar còdic]
r-CLIPER per al huracà Isabel (2003).

La primera orientació estadística utilisada pel Centre Nacional d'Huracans va ser la Tècnica Analògica d'Huracans (HURRAN; Hurricane Analog Technique), que va estar disponible en 1969. Utilisava la recent desenrollada base de senyes de ciclons tropicals de l'Atlàntic Nort per a trobar tormentes en trayectòries similars. A continuació, desplaçava les seues trayectòries a través de la trayectòria actual de la tormenta, i utilisava l'ubicació, la direcció i la velocitat de moviment i la data per a trobar anàlecs adequats. El método funcionava be en les tormentes al sur del paralel 25 que encara no havien girat cap al nort, pero mal en els sistemes propencs o posteriors a la recurvatura.[2] Des de 1972, el model estadístic de Climatologia i Persistència (CLIPER) s'ha utilisat per a ajudar a generar pronòstics de trayectòries de ciclons tropicals. En l'era dels pronòstics dinàmics hàbils, CLIPER s'utilisa ara com la llínea de base per a mostrar l'habilitat del model i del pronosticador.[3] El Pronòstic Estadístic d'Intensitat d'Huracans (SHIFOR; Statistical Hurricane Intensity Forecast) s'ha utilisat des de 1979 per al pronòstic d'intensitat de ciclons tropicals. Utilisa la climatologia i la persistència per a predir l'intensitat futura, incloent el dia juliano actual, l'intensitat actual del cicló, l'intensitat del cicló fa 12 hores, la latitut i llongitut inicials del cicló, aixina com els seus components de moviment zonal (este-oest) i meridional (nort-sur).[2]


Entre la década de 1960 i 1990 es varen desenrollar una série de models estadístic-dinàmics, que utilisaven equacions de regressió basades en els resultats de el CLIPER i en els últims resultats dels models d'equacions primitives realisats en el Centre Meteorològic Nacional d'Estats Units (llavors partix dels Centres Nacionals de Predicció Ambiental<o>)</o> i que varen rebre els noms de NHC73, NHC83, NHC90, NHC91 i NHC98.[1][4] En el camp del pronòstic de la trayectòria dels ciclons tropicals, a pesar de la millora constant de l'orientació dels models dinàmics que es va produir en l'aument de la potència de càlcul, no va ser fins a la década de 1980 quan la predicció numèrica del temps va mostrar la seua habilitat i fins a la década de 1990 quan va superar sistemàticament als models estadístics o dinàmics simples.[5] En 1994, es va crear una versió de SHIFOR per al noroest de l'Oceà Pacífic per a la pronòstic de tifons, coneguda com a Pronòstic Estadístic d'Intensitat de Tifons (STIFOR; Statistical Typhoon Intensity Forecast), que utilisava les senyes de 1971-1990 per a eixa regió per a desenrollar pronòstics d'intensitat fins a 72 hores en el futur.[6]


Pel que fa a la pronòstic de l'intensitat, el Sistema Estadístic de Pronòstic de l'Intensitat dels Huracans (SHIPS; Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme) utilisa les relacions entre les condicions ambientals del Sistema Global de Predicció (GFS; Global Forecast System), com la cizalladura vertical del vent i les temperatures de la superfície de la mar, la climatologia i la persistència (comportament de la tormenta) per mig de tècniques de regressió múltiple per a elaborar un pronòstic de l'intensitat dels sistemes en l'Atlàntic nort i el Pacífic noreste.[1] Per al Pacífic nort-occidental i l'hemisferi sur es va desenrollar un model similar conegut com a Sistema Estadístic de Pronòstic de l'Intensitat (STIPS), que té en conte les interaccions terrestres a través de les condicions ambientals d'entrada del model del Sistema Operatiu de Predicció Global de l'Armada (NOGAPS; Navy Operational Global Prediction System).[7] La versió de SHIPS en un component de decaiguda cap a l'interior es coneix com Decay SHIPS (DSHIPS). El Model d'Equació de Creiximent Llogístic (LGEM; Logistic Growth Equation Model) utilisa les mateixes entrades que SHIPS pero dins d'un sistema de predicció dinàmic simplificat.[1] Dins del pronòstic de precipitacions de ciclons tropicals, el model de Climatologia i Persistència de les Precipitacions (r-CLIPER) es va desenrollar utilisant senyes de precipitacions per microones procedents de satèlits d'òrbita polar sobre l'oceà i medicions de precipitacions de primer orde des de terra, per a obtindre una distribució realista de les precipitacions dels ciclons tropicals basada en el pronòstic de la trayectòria del Centre Nacional d'Huracans. Està operatiu des de 2004.[8] S'ha desenrollat un model estadístic-paramètric de radis de vent per al seu us en el Centre Nacional d'Huracans i el Centre Conjunt d'Advertència de Tifons que utilisa la climatologia i la persistència per a predir l'estructura del vent fins a cinc dies en el futur.[2]

Orientació dinàmica

[editar | editar còdic]
Eixemple d'eixecució de SLOSH.

El primer model dinàmic de pronòstic de trayectòria d'huracans, el Model Barotrópico Sanders de Predicció de la Trayectòria de Ciclons Tropicals (SANBAR; Sanders Barotropic Tropical Cyclone Track Prediction Model),[9] va ser introduït en 1970 i va ser utilisat pel Centre Nacional d'Huracans com a part de la seua guia operacional de trayectòria fins a 1989. Es basava en un conjunt simplificat d'equacions dinàmiques atmosfèriques (la formulació barotrópica equivalent) utilisant un vent mig de capa profunda.


En 1972, es va desenrollar el primer model de pronòstic de marejadas ciclòniques a lo llarc de la plataforma continental d'Estats Units, conegut com a Programa Especial per a Llistar l'Amplitut de les Marejadas Ciclòniques (SPLASH; Special Program to List the Amplitude of Sorgixes from Hurricanes).[10] En 1978, va començar a funcionar el primer model de seguiment d'huracans de física completa basat en la dinàmica atmosfèrica: el model de malla fina mòvil (MFM).[11] El model cuasi-lagrangiano d'àrea llimitada (QLM) és un model d'equacions primitives multinivel que utilisa una malla cartesiana i el Sistema Global de Predicció (GFS; Global Forecast System) per a les condicions de contorn.[2] A principis de la década de 1980, es va descobrir que l'assimilació de vents obtinguts per satèlit a partir d'imàgens de vapor d'aigua, infrarrojas i visibles obtingudes per satèlit millorava el pronòstic de la trayectòria dels ciclons tropicals.[12] El model d'huracans del Laboratori de Dinàmica de Decorreguts Geofísicos (GFDL; Geophysical Fluïu Dynamics Laboratory) es va utilisar en fins d'investigació entre 1973 i mediats de la década de 1980. Una volta que es va determinar que podia mostrar habilitat en el pronòstic d'huracans, una transició de varis anys va transformar el model d'investigació en un model operatiu que va poder ser utilisat pel Servici Meteorològic Nacional tant per al pronòstic de la trayectòria com de l'intensitat en 1995.[13] Per a 1985, s'havia desenrollat el model Mar, Llac, Terra, Marejada ciclònica (SLOSH; Sea Lake and Overland Sorgixes from Hurricanes) per al seu us en àrees del Golf de Mèxic i prop de la costa este d'Estats Units, que era més robust que el model SPLASH.[14]


El Model de Advección Beta (BAM; Beta Advection Model) s'ha utilisat operativamente des de 1987 utilisant vents de direcció promediados a través de la capa de 850 hPa a 200 hPa i l'efecte Beta que fa que una tormenta es desvie cap al noroest per les diferències en l'efecte coriolis a través del cicló tropical.[15] Quant major siga el cicló, major serà provablement l'impacte de l'efecte beta.[16] A partir de 1990, tres versions de el BAM es varen eixecutar operacionalmente: el BAM superficial (BAMS) vents mijos en una capa de 850 hPa a 700 hPa, el BAM Mig (BAMM) que utilisa vents mijos en una capa de 850 hPa a 400 hPa, i el BAM Profunt (BAMD) que és el mateix que el BAM anterior a 1990.[4] Per a un huracà dèbil sense activitat tormentosa central ben desenrollada, BAMS funciona be, perque les tormentes dèbils tendixen a ser dirigides pels vents de baix nivell.[1] A mida que la tormenta es fa més forta i l'activitat tormentosa associada prop del seu centre es fa més profunda, BAMM i BAMD es tornen més precisos, ya que este tipo de tormentes són dirigides més pels vents en el nivell superior. Si el pronòstic de les tres versions és similar, el pronosticador pot concloure que l'incertitut és mínima, pero si les versions varien molt, el pronosticador té menys confiança en la trayectòria prevista per la major incertitut.[17] Les grans diferències entre les prediccions dels models també poden indicar cizalladura del vent en l'atmòsfera, lo que també podria afectar al pronòstic d'intensitat.[1]


Provat en 1989 i 1990, el model Vic Ooyama Barotropic (VICBAR) utilisava una representació de variables per mig de splines cúbics B per a l'anàlisis objectiu d'observacions i solucions de les equacions de predicció d'aigües superficials en dominis anidados, en les condicions de contorn definides com el model de pronòstic global.[18] Es va implementar operativamente com a model Barotrópico de Transformada Senoidal d'Àrea Llimitada (LBAR; Limited Area Sine Transform Barotropic) en 1992, utilisant el GFS per a les condicions de contorn.[2] En 1990, Austràlia havia desenrollat el seu propi model de marejada ciclònica que podia eixecutar-se en pocs minuts en una computadora personal.[19] l'Agència Meteorològica de Japó (AMJ) va desenrollar el seu propi Model de Tifó (TYM; Typhoon Model) en 1994,[20] i en 1998, l'agència va començar a utilisar el seu propi model dinàmic de marejada ciclònica.[21]

Predicció de la NOAA per al huracà Irene.

El model d'Investigació i Pronòstic Meteorològic d'Huracans (HWRF; Hurricane Weather Research and Forecasting) és una versió especialisada del model d'Investigació i Pronòstic Meteorològic (WRF; Weather Research and Forecasting) i s'utilisa para pronosticar la trayectòria i l'intensitat dels ciclons tropicals. El model va ser desenrollat per l'Oficina Nacional Oceànica i Atmosfèrica (NOAA), el Laboratori d'Investigació Naval de EE.UU., l'Universitat de Rhode Island i l'Universitat Estatal de Florida.[22] Va entrar en funcionament en 2007.[23] A pesar de les millores en el pronòstic de la trayectòria, els pronòstics de l'intensitat d'un cicló tropical basats en la predicció meteorològica numèrica seguixen sent un repte, ya que els métodos estadístics seguixen mostrant una major habilitat que l'orientació dinàmica.[24]

Ademés de les orientacions especialisades, existixen orientacions mundials usades per a la trayectòria i l'intensitat com les següents:[2]

  • Model GFS.
  • Model Unificat (UKMET) de Regne Unit.
  • Model NOGAPS.
  • Model Espectral Mundial japonés (GSM; Global Spectral Model)
  • Model del Centre Europeu de Previsions Meteorològiques a Determini Mig (ECMWF; European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)
  • Models Acció d'Investigació de Menuda Escala i Gran Escala (ARPEGE; Action de Recherche Petite Echelle Gran Echelle) i Inicialización d'Adaptació Dinàmica d'Àrea Llimitada (ALADIN; Aire Limit'ee Adaptation Dynamique Initialisation) de França.
  • Model del Centre Nacional de Previsions Meteorològiques a Determini Mig de l'Índia (NCMRWF; National Centre for Medium Range Weather Forecasting).
  • Models del Sistema Global d'Assimilació i Predicció de Senyes (GDAPS; Global Data Assimilation and Prediction System) i Sistema Regional d'Assimilació i Predicció de Senyes (RDAPS; Regional Data Assimilation and Prediction System) de Corea.
  • Model Espectral Regional Operatiu (ORSM; Operational Regional Spectral Model) d'Hong Kong/China
  • Modele Multiescala Global Ambiental (GEM; Global Environmental Multiscale Model) de Canadà.

Oportunitat

[editar | editar còdic]

Alguns models no produïxen resultats en la rapidea suficient per a ser utilisats en el cicle de pronòstic immediatament en acabant de que el model escomence a funcionar (inclosos HWRF, GFDL i FSSE). La majoria dels models de trayectòria mencionats (llevat CLIPER) requerixen senyes de models meteorològics globals, com el GFS, que produïxen resultats unes quatre hores despuix de les hores sinópticas de 00:00, 06:00, 12:00 i 18:00 Temps Universal Coordinat (UTC). Per a la mitat dels seus pronòstics, el NHC emet pronòstics només tres hores despuix d'eixa hora, per lo que alguns models primerencs (NHC90, BAM i LBAR) s'eixecuten utilisant una pronòstic de fa 12 hores per a l'hora actual. Els models tardans, com el GFS i el GFDL, terminen quan ya s'ha emés l'avís. Estos models es interpolan a la posició actual de la tormenta per al seu us en el següent cicle de pronòstic, per eixemple, el GFDI, la versió interpolada del model GFDL.[1][25]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Centre Nacional d'Huracans. «Technical Summary of the National Hurricane Center Track and Intensity Models» (en en). Oficina Nacional d'Administració Oceànica i Atmosfèrica. Consultat el 2011-02-26.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Chan, Johnny C. L.; Kepert, {{{nom2}}} (2010). Global Perspectives on Tropical Cyclones: From Science to Mitigation (en en), World Scientific, pp. 288-292. ISBN 978-981-4293-47-1.
  3. ↑ Weather and Forecasting.18
    80-81.ISSN 1520-0434.doi:10.1175/1520-0434(2003)018<0080:SDTCIF>2.0.CO;2.Consultat el 2011-02-25.
  4. ↑ 4,0 4,1 Simpson, Robert H. (2003). Hurricane!: coping with disaster : progress and challenges since Galveston, 1900 (en en), Unió Americana de Geofísica, p. 110. ISBN 978-0-87590-297-5.
  5. ↑ «National Hurricane Center Forecast Verification» (en en). Centre Nacional d'Huracans. Consultat el 2011-01-02.
  6. ↑ «A Regression Model For the Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity Forecast» (en en). Laboratori d'Investigació Naval d'Estats Units. Archivat des d'el original, el 2013-04-08. Consultat el 2011-03-15.
  7. ↑ «A Statistical Intensity Model Consensus For the Joint Typhoon Warning Center» (en en). Consultat el 2011-03-15.
  8. ↑ National Research Council (U.S.). Committee on the Future of Rainfall Measuring Missions, National Research Council (U.S.). Board on Atmospheric Sciences and Climate (2007). NOAA's role in space-based global precipitation estimation and application (en en), National Academies Press. ISBN 978-0-309-10298-8.
  9. ↑ Meteorological Monographs.33(55)
    233-240.doi:10.1175/0065-9401-33.55.233.
  10. ↑ «SLOSH: Siga, lake, and Overland Sorgixes from Hurricanes. NOAA Technical Report NWS 48» (en en). Oficina Nacional d'Administració Oceànica i Atmosfèrica. Archivat des d'el original, el 2011-07-21. Consultat el 2011-03-15.
  11. ↑ Weather and Forecasting.4(3)
    286-296.ISSN 1520-0434.doi:10.1175/1520-0434(1989)004<0286:HONWPA>2.0.CO;2.
  12. ↑ Australian Meteorological Magazine.45
  13. ↑ Laboratori de Dinàmica Decorreguts Geofísicos. «Operational Hurricane Track and Intensity Forecasting» (en en). Oficina Nacional d'Administració Oceànica i Atmosfèrica. Consultat el 2011-02-25.
  14. ↑ Bulletin of the American Meteorological Society.66(11)
    1408-1411.doi:10.1175/1520-0477-66.11.1408.
  15. ↑ Glossary of Meteorology. «Beta Effect». Associació Meteorològica Nortamericana. Archivat des d'el original, el 2011-06-06. Consultat el 2008-05-05.
  16. ↑ «Section 1. Influences on Tropical Cyclone Motion». Armada dels Estats Units. Consultat el 2011-02-25.
  17. ↑ Warner, Thomas Tomkins (2010). Numerical Weather and Climate Prediction, Cambridge University Press, pp. 266-275. ISBN 978-0-521-51389-0.
  18. ↑ Monthly Weather Review.120(8)
    1628-1643.ISSN 1520-0493.doi:10.1175/1520-0493(1992)120<1628:ANSMFH>2.0.CO;2.
  19. ↑ Weather and Forecasting.6(1)
    86-87.ISSN 1520-0434.doi:10.1175/1520-0434(1991)006<0086:ARTSFF>2.0.CO;2.
  20. ↑ Zschau, Jochen; Küppers, {{{nom2}}} (2003). Early warning systems for natural disaster reduction (en en), Springer, p. 172. ISBN 978-3-540-67962-2.
  21. ↑ «Outline of the Storm Sorgix Prediction Model at the Japan Meteorological Agency» (en en). Agència Meteorològica de Japó. Consultat el 2011-03-15.
  22. ↑ «Weather Forecast Accuracy Gets Boost with New Computer Model» (en en). Comunicat de prensa de l'UCAR. Archivat des d'el original, el 2007-06-19. Consultat el 2007-07-09.
  23. ↑ «New Advanced Hurricane Model Aids NOAA Forecasters» (en en). Revista de la NOAA. Consultat el 2007-07-09.
  24. ↑ Weather and Forecasting.24(2)
    395-419.doi:10.1175/2008WAF2222128.1.
  25. ↑ Franklin, James L.. «2005 National Hurricane Center Forecast Verification Report» (en en). Centre Nacional d'Huracans. Consultat el 2011-02-26.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Model_de_pronòstic_de_ciclons_tropicals&oldid=905095»