Energía ciclónica acumulada

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La energía ciclónica acumulada ( ACE ) es una métrica utilizada para comparar la actividad general de los ciclones tropicales , utilizando los registros disponibles de velocidades del viento en intervalos de seis horas para sintetizar la duración y la fuerza de la tormenta en un único valor de índice. ^[1] El índice ACE puede referirse a una sola tormenta o a grupos de tormentas como las de un mes en particular, una temporada completa o temporadas combinadas. ^[2] Se calcula sumando el cuadrado de los vientos máximos sostenidos de los ciclones tropicales , registrados cada seis horas, pero solo para velocidades del viento de al menos la fuerza de una tormenta tropical (≥ 34 nudos; 63 km/h; 39 mph); ^[3] la cifra resultante se divide por 10 000 para colocarla en una escala más manejable. ^[1]

El cálculo se originó como el índice de Potencial de Destrucción de Huracanes (HDP), que suma los cuadrados de los vientos máximos sostenidos de los ciclones tropicales con fuerza de huracán, al menos 64 nudos (≥ 119 km/h; 74 mph) ^[3] en intervalos registrados de seis horas durante toda una temporada. ^[4] El índice HDP se modificó posteriormente para incluir además tormentas tropicales, es decir, todas las velocidades del viento de al menos 34 nudos (≥ 63 km/h; 39 mph), ^[3] para convertirse en el índice de energía ciclónica acumulada . ^[5]

El ACE más alto calculado para un solo ciclón tropical registrado en todo el mundo es 87,01, establecido por el ciclón Freddy en 2023. ^[6]

El índice ACE es una rama del Potencial de Destrucción de Huracanes (HDP), un índice creado en 1988 por William Gray y sus asociados en la Universidad Estatal de Colorado ^[4] quienes argumentaron que la destructividad del viento y la marejada ciclónica de un huracán está mejor relacionada con el cuadrado de la velocidad máxima del viento ( ) que simplemente con la velocidad máxima del viento ( ). ^[4] El índice HDP se calcula elevando al cuadrado las velocidades máximas sostenidas del viento estimadas para los ciclones tropicales mientras tienen la fuerza de un huracán, es decir, velocidades del viento de al menos 64 nudos (≥ 119 km/h; 74 mph). ^[3] Luego, las velocidades del viento al cuadrado de intervalos registrados cada seis horas se suman a lo largo de toda una temporada. ^{[5] [4] Esta escala fue modificada posteriormente en 1999 por la} Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) para incluir no solo huracanes sino también tormentas tropicales, es decir, todos los ciclones mientras las velocidades del viento sean de al menos 34 nudos (≥ 63 km/h; 39 mph). ^[3] Dado que el cálculo fue ajustado de manera más amplia por la NOAA, el índice se ha utilizado de diferentes maneras, como para comparar tormentas individuales, y por varias agencias e investigadores, incluida la Oficina Australiana de Meteorología y el Departamento Meteorológico de la India . ^{[7] [8]} Los propósitos del índice ACE incluyen categorizar cuán activas fueron las temporadas de ciclones tropicales, así como identificar posibles tendencias a largo plazo en un área determinada como las Antillas Menores. ^[9]${\displaystyle v_{\max }^{2}}$${\displaystyle v_{\max }}$

La energía ciclónica acumulada se calcula sumando los cuadrados de la velocidad máxima sostenida estimada de los ciclones tropicales cuando las velocidades del viento tienen al menos la fuerza de una tormenta tropical (≥ 34 nudos; 63 km/h; 39 mph) ^[3] en intervalos registrados de seis horas. Las sumas se dividen generalmente por 10 000 para que sean más manejables. Una unidad de ACE equivale a 10 ⁻⁴  nudos ² y , para su uso como índice, se supone la unidad. Por lo tanto:

${\displaystyle {\text{ACE}}=10^{-4}\sum v_{\max }^{2}}$ (para ≥ 34 kN),${\displaystyle v_{\max }}$

donde se estima la velocidad sostenida del viento en nudos a intervalos de seis horas. ^[5]${\displaystyle v_{\max }}$

La energía cinética es proporcional al cuadrado de la velocidad. Sin embargo, a diferencia de la medida definida anteriormente, la energía cinética también es proporcional a la masa (que corresponde al tamaño de la tormenta) y representa una integral de fuerza igual a la masa por la aceleración, , donde la aceleración es la antiderivada de la velocidad, o . La integral es una diferencia en los límites de la antiderivada al cuadrado, en lugar de una suma de cuadrados a intervalos regulares. Por lo tanto, el término aplicado al índice, energía ciclónica acumulada , es un nombre inapropiado ya que el índice no es una medida de energía cinética ni de "energía acumulada".${\displaystyle m}$${\displaystyle F=m\times a}$${\displaystyle v_{\max }}$

En el océano Atlántico, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos y otras entidades utilizan el índice ACE de una temporada para clasificarla en una de cuatro categorías. ^[9] Estas cuatro categorías son extremadamente activa, por encima de lo normal, casi normal y por debajo de lo normal, y se calculan utilizando una partición de cuartiles aproximada de las temporadas basada en el índice ACE durante los 70 años entre 1951 y 2020. ^[9] El valor medio del índice ACE de 1951 a 2020 es 96,7 x 10 ⁴ kt ² . ^[9]

El ACE más alto estimado para una sola tormenta en el Atlántico es 73,6, para el huracán San Ciriaco en 1899. Un huracán de categoría 4 que duró cuatro semanas, esta única tormenta tuvo un ACE más alto que muchas temporadas de tormentas completas del Atlántico. Otras tormentas del Atlántico con ACE altas incluyen el huracán Iván en 2004 , con un ACE de 70,4, el huracán Irma en 2017 , con un ACE de 64,9, el gran huracán de Charleston en 1893 , con un ACE de 63,5, el huracán Isabel en 2003 , con un ACE de 63,3, y el huracán de Cuba de 1932 , con un ACE de 59,8. ^[11]

Desde 1950, la ACE más alta de una tormenta tropical fue la tormenta tropical Philippe en 2023 , que alcanzó una ACE de 9,4. ^[12] La ACE más alta de un huracán de categoría 1 fue el huracán Nadine en 2012 , que alcanzó una ACE de 26,3. El récord de ACE más bajo de una tormenta tropical lo tienen conjuntamente la tormenta tropical Chris en 2000 y la tormenta tropical Philippe en 2017 , las cuales fueron tormentas tropicales durante solo seis horas y tuvieron una ACE de solo 0,1225. La ACE más baja de cualquier huracán fue el huracán Cindy de 2005 , que solo fue un huracán durante seis horas, y el huracán Lorenzo de 2007 , que fue un huracán durante doce horas; Cindy tuvo una ACE de solo 1,5175 y Lorenzo tuvo una ACE más baja de solo 1,475. El ACE más bajo de un huracán mayor (categoría 3 o superior) fue el huracán Gerda en 1969 , con un ACE de 5,3. ^[13] La siguiente tabla muestra las tormentas en la cuenca del Atlántico entre 1851 y 2021 que alcanzaron más de 50 puntos de ACE. ^[13]

Existe un sesgo de subregistro de tormentas tropicales, huracanes y huracanes importantes antes de la era de los satélites (antes de mediados de la década de 1960), debido a la dificultad para identificar tormentas.

Criterios de clasificación

En el Océano Pacífico Oriental, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos y otras entidades utilizan el índice ACE de una temporada para clasificarla en una de tres categorías. ^[16] Estas cuatro categorías son extremadamente activa, por encima, cerca y por debajo de lo normal y se calculan utilizando una partición aproximada en tercilos de las temporadas basada en el índice ACE y la cantidad de tormentas tropicales, huracanes y huracanes importantes durante los 30 años entre 1991 y 2020. ^[16]

Para que una temporada se defina como superior a lo normal, se deben cumplir el criterio del índice ACE y dos o más de los otros criterios que figuran en la tabla siguiente. ^[16]

El valor medio del índice ACE de 1991 a 2020 es 108,7 × 10 ⁴ kt ² , mientras que el valor mediano es 97,2 × 10 ⁴ kt ² . ^[16]

El ACE más alto estimado para una sola tormenta en el Pacífico oriental o central, mientras se encuentra al este de la línea internacional de cambio de fecha es 62,8, para el huracán Fico de 1978. Otras tormentas del Pacífico oriental con ACE altas incluyen el huracán John en 1994 , con un ACE de 54,0, el huracán Kevin en 1991 , con un ACE de 52,1, y el huracán Héctor de 2018 , con un ACE de 50,5. ^[17]

La siguiente tabla muestra las tormentas en las cuencas del Pacífico oriental y central desde 1971 hasta 2023 que alcanzaron más de 30 puntos de ACE. ^[18]

† – Indica que la tormenta se formó en el Pacífico oriental/central, pero cruzó 180°O al menos una vez; por lo tanto, solo se incluyen el ACE y el número de días pasados ​​en el Pacífico oriental/central.

Los datos sobre ACE se consideran fiables a partir de la temporada de 1971 .

Criterios de clasificación

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Existe un sesgo de subregistro de tormentas tropicales, tifones y supertifones anteriores a la era de los satélites (antes de mediados de la década de 1950), debido a la dificultad para identificar tormentas.

Criterios de clasificación

Existen varias agencias en el norte del océano Índico que monitorean y pronostican ciclones tropicales, incluido el Centro Conjunto de Alerta de Tifones de los Estados Unidos, así como el Departamento Meteorológico de Bangladesh, Pakistán e India. ^[7] Como resultado, la trayectoria e intensidad de los ciclones tropicales difieren entre sí y, como resultado, la energía ciclónica acumulada también varía en la región. ^[7] Sin embargo, el Departamento Meteorológico de la India ha sido designado como el Centro Meteorológico Especializado Regional oficial por la OMM para la región y ha elaborado el ACE para todos los sistemas ciclónicos por encima de los 17 nudos (31 km/h; 20 mph) basándose en su mejor análisis de trayectoria que se remonta a 1982. ^{[7] [20]}

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• Huracán del Atlántico
• Ciclón Freddy : produjo la mayor cantidad de energía ciclónica acumulada del mundo
• Huracán/tifón Ioke : el segundo ciclón tropical con mayor producción de ACE registrado, la mayor cantidad en el hemisferio norte
• Escala de Saffir-Simpson – Escala de intensidad alternativa

• Archivo internacional de mejores prácticas para la gestión del clima (IBTrACS)
• Estadísticas de ciclones tropicales en tiempo real de la Universidad Estatal de Colorado
• Actividad de ciclones tropicales a nivel mundial, según Ryan Maue