Técnica Dvorak
Técnica subjetiva para estimar la intensidad de los ciclones tropicales

Patrones de desarrollo comunes observados durante el desarrollo de ciclones tropicales y sus intensidades asignadas por Dvorak

La técnica Dvorak (desarrollada entre 1969 y 1984 por Vernon Dvorak ) es un sistema ampliamente utilizado para estimar la intensidad de los ciclones tropicales (que incluye las intensidades de depresión tropical, tormenta tropical y huracán/tifón/ciclón tropical intenso) basándose únicamente en imágenes satelitales visibles e infrarrojas . Dentro de la estimación de la fuerza del satélite Dvorak para los ciclones tropicales, hay varios patrones visuales que un ciclón puede adoptar que definen los límites superior e inferior de su intensidad. Los patrones principales utilizados son el patrón de banda curva (T1.0-T4.5), el patrón de cizalladura (T1.5–T3.5), el patrón de nublado denso central (CDO) (T2.5–T5.0), el patrón de cobertura fría central (CCC), el patrón de ojo de banda (T4.0–T4.5) y el patrón de ojo (T4.5–T8.0).

Tanto el patrón de cielo nublado denso central como el patrón de ojo incrustado utilizan el tamaño del CDO. Las intensidades del patrón CDO comienzan en T2.5, equivalente a la intensidad mínima de tormenta tropical (40 mph, 65 km/h). También se considera la forma del cielo nublado denso central. El patrón de ojo utiliza la frialdad de las cimas de las nubes dentro de la masa circundante de tormentas eléctricas y la contrasta con la temperatura dentro del propio ojo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte será el ciclón tropical. Una vez que se identifica un patrón, las características de la tormenta (como la longitud y la curvatura de las características de las bandas) se analizan más a fondo para llegar a un número T particular. El patrón CCC indica que se está produciendo poco desarrollo, a pesar de las cimas de las nubes frías asociadas con la característica de rápida evolución.

Varias agencias emiten números de intensidad de Dvorak para ciclones tropicales y sus precursores, incluida la División de Análisis y Pronóstico Tropical (TAFB) del Centro Nacional de Huracanes , la División de Análisis Satelital (SAB) de NOAA / NESDIS y el Centro Conjunto de Advertencia de Tifones del Comando Naval de Meteorología y Oceanografía en Pearl Harbor , Hawaii .

Evolución del método

La técnica Dvorak no diagnostica correctamente la intensidad ciclónica de tormentas como la tormenta subtropical Andrea, ya que solo se aplica a ciclones tropicales.

El desarrollo inicial de esta técnica se produjo en 1969 por Vernon Dvorak, utilizando imágenes satelitales de ciclones tropicales en el noroeste del Océano Pacífico. El sistema tal como fue concebido inicialmente implicaba la comparación de patrones de características de las nubes con un modelo de desarrollo y decaimiento. A medida que la técnica maduró durante los años 1970 y 1980, la medición de las características de las nubes se volvió dominante para definir la intensidad de los ciclones tropicales y la presión central del área de baja presión del ciclón tropical . El uso de imágenes satelitales infrarrojas condujo a una evaluación más objetiva de la fuerza de los ciclones tropicales con ojos , utilizando las temperaturas de la cima de las nubes dentro de la pared del ojo y contrastándolas con las temperaturas cálidas dentro del ojo mismo. Las restricciones sobre el cambio de intensidad a corto plazo se utilizan con menos frecuencia que en los años 1970 y 1980. Las presiones centrales asignadas a los ciclones tropicales han tenido que modificarse, ya que las estimaciones originales eran entre 5 y 10 hPa (0,15 y 0,29 inHg) demasiado bajas en el Atlántico y hasta 20 hPa (0,59 inHg) demasiado altas en el noroeste del Pacífico. Esto llevó al desarrollo de una relación viento-presión separada para el noroeste del Pacífico, ideada por Atkinson y Holliday en 1975, y luego modificada en 1977. [1]

Como los analistas humanos que utilizan la técnica dan lugar a sesgos subjetivos, se han hecho esfuerzos para hacer estimaciones más objetivas utilizando programas informáticos, que han sido ayudados por imágenes satelitales de mayor resolución y computadoras más potentes. Dado que los patrones satelitales de los ciclones tropicales pueden fluctuar con el tiempo, las técnicas automatizadas utilizan un período de promedio de seis horas para generar estimaciones de intensidad más confiables. El desarrollo de la técnica Dvorak objetiva comenzó en 1998, que funcionó mejor con ciclones tropicales que tenían ojos (de fuerza de huracán o tifón). Todavía requería una ubicación central manual, manteniendo cierta subjetividad dentro del proceso. En 2004, se desarrolló una técnica Dvorak objetiva avanzada que utilizaba características de bandas para sistemas por debajo de la intensidad de un huracán y para determinar objetivamente el centro del ciclón tropical. En 2004 se descubrió un sesgo de presión central relacionado con la pendiente de la tropopausa y las temperaturas de la cima de las nubes que cambian con la latitud, lo que ayudó a mejorar las estimaciones de presión central dentro de la técnica objetiva. [1]

Detalles del método

Número T de Dvorak e intensidad correspondiente [2]
Número TVientos de 1 minutoCategoría ( SSHWS )Presión mínima (milibares)
( nudos )(millas por hora)(km/h)atlánticoPacífico noroeste
1.0 – 1.5252945Por debajo de TD--------
2.0303555TD10091000
2.5354065TS1005998
3.0455283TS1000991
3.55563102TS - Cat. 1994984
4.06575120Gato 1987976
4.57789143Gato 1 – Gato 2979966
5.090104167Categoría 2 – Categoría 3970954
5.5102117189Gato 3960941
6.0115132213Gato 4948927
6.5127146235Gato 4935915
7.0140161260Gato 5921898
7.5155178287Gato 5906879
8.0170196315Gato 5890858
8.5†185213343Gato 5873841
Nota: Las presiones que se muestran para la cuenca del Pacífico noroeste son más bajas, ya que la presión de toda la cuenca es relativamente más baja que la de la cuenca del Atlántico. [3]
†Los valores de 8,1 a 8,5 solo los asignan los sistemas Dvorak avanzados automatizados de CIMSS y NOAA y no se utilizan en análisis subjetivos. [4]
Imágenes mejoradas por Dvorak del tifón Haiyan en T8.0

En un ciclón en desarrollo, la técnica aprovecha el hecho de que los ciclones de intensidad similar tienden a tener ciertas características características y, a medida que se fortalecen, tienden a cambiar de apariencia de una manera predecible. La estructura y la organización del ciclón tropical se rastrean durante 24 horas para determinar si la tormenta se ha debilitado, ha mantenido su intensidad o se ha fortalecido. Se comparan varias características de las nubes centrales y las bandas con plantillas que muestran patrones típicos de tormenta y su intensidad asociada. [5] Si se dispone de imágenes satelitales infrarrojas para un ciclón con un patrón de ojo visible, entonces la técnica utiliza la diferencia entre la temperatura del ojo cálido y las cimas de las nubes frías circundantes para determinar la intensidad (las cimas de las nubes más frías generalmente indican una tormenta más intensa). En cada caso, se asigna un "número T" (una abreviatura de Número Tropical) y un valor de Intensidad Actual (CI) a la tormenta. Estas mediciones varían entre 1 (intensidad mínima) y 8 (intensidad máxima). [3] El número T y el valor de CI son los mismos, excepto para las tormentas que se debilitan, en cuyo caso la CI es mayor. [6] [7] En el caso de sistemas que se debilitan, el IC se mantiene como la intensidad del ciclón tropical durante 12 horas, aunque las investigaciones del Centro Nacional de Huracanes indican que seis horas es más razonable. [8] La tabla de la derecha muestra la velocidad aproximada del viento en la superficie y la presión a nivel del mar que corresponde a un número T determinado. [9] La cantidad en que un ciclón tropical puede cambiar de fuerza por período de 24 horas está limitada a 2,5 números T por día. [1]

Tipos de patrones

Dentro de la estimación de la fuerza del satélite Dvorak para los ciclones tropicales, hay varios patrones visuales que un ciclón puede adoptar y que definen los límites superior e inferior de su intensidad. Los patrones principales utilizados son el patrón de banda curva (T1.0-T4.5), el patrón de cizalladura (T1.5-T3.5), el patrón de cielo nublado denso central (CDO) (T2.5-T5.0), el patrón de ojo de banda (T4.0-T4.5), el patrón de ojo (T4.5 – T8.0) y el patrón de cubierta fría central (CCC). [10] Tanto el cielo nublado denso central como el patrón de ojo incrustado utilizan el tamaño del CDO. Las intensidades del patrón CDO comienzan en T2.5, equivalente a la intensidad mínima de tormenta tropical (40 millas por hora (64 km/h)). También se considera la forma del cielo nublado denso central. Cuanto más se introduzca el centro en el CDO, más fuerte se considera. [11] Los ciclones tropicales con vientos máximos sostenidos entre 65 millas por hora (105 km/h) y 100 millas por hora (160 km/h) pueden tener su centro de circulación oscurecido por la nubosidad del denso cielo cubierto central en las imágenes satelitales visibles e infrarrojas, lo que hace que el diagnóstico de su intensidad sea un desafío. [12]

El patrón CCC, con su gran masa de nubes cirros espesas que se desarrollan rápidamente y se extienden desde un área de convección cerca del centro de un ciclón tropical en un corto período de tiempo, indica poco desarrollo. Cuando se desarrolla, las bandas de lluvia y las líneas de nubes alrededor del ciclón tropical se debilitan y la espesa capa de nubes oscurece el centro de circulación. Si bien se parece a un patrón CDO, rara vez se observa. [10]

El patrón del ojo utiliza la frialdad de las cimas de las nubes dentro de la masa circundante de tormentas eléctricas y la contrasta con la temperatura dentro del propio ojo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte será el ciclón tropical. [11] Los vientos dentro de los ciclones tropicales también se pueden estimar mediante el seguimiento de las características dentro del CDO utilizando imágenes satelitales geoestacionarias de escaneo rápido , cuyas imágenes se toman con minutos de diferencia en lugar de cada media hora. [13]

Una vez que se identifica un patrón, las características de la tormenta (como la longitud y la curvatura de las características de las bandas) se analizan más a fondo para llegar a un número T particular. [14]

Uso

Varias agencias emiten números de intensidad de Dvorak para los ciclones tropicales y sus precursores. Entre ellas se encuentran la División de Análisis y Pronóstico Tropical (TAFB) del Centro Nacional de Huracanes, la División de Análisis Satelital (SAB) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Centro Conjunto de Advertencia de Tifones del Centro Naval de Meteorología y Oceanografía del Pacífico en Pearl Harbor, Hawái. [9]

El Centro Nacional de Huracanes suele citar los números T de Dvorak en sus productos sobre ciclones tropicales. El siguiente ejemplo es del debate número 3 sobre la depresión tropical 24 (que eventualmente se convertiría en el huracán Wilma ) de la temporada de huracanes del Atlántico de 2005 : [15]

TANTO TAFB COMO SAB HAN ESTIMADO UNA INTENSIDAD SATÉLITE DVORAK DE T2,5/35 KT. SIN EMBARGO... A MENUDO, EL CAMPO DE VIENTO SUPERFICIAL DE LOS GRANDES SISTEMAS DE BAJA PRESIÓN EN DESARROLLO COMO ESTE SE DEMORA UNAS 12 HORAS CON RESPECTO A LA FIRMA DEL SATÉLITE. POR LO TANTO... LA INTENSIDAD INICIAL SOLO HA SIDO INCREMENTADA A 30 KT.

Tenga en cuenta que en este caso el número T de Dvorak (en este caso T2,5) se utilizó simplemente como guía, pero otros factores determinaron cómo el NHC decidió establecer la intensidad del sistema.

El Instituto Cooperativo de Estudios Meteorológicos por Satélite (CIMSS) de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado la Técnica Dvorak Objetiva (ODT). Se trata de una versión modificada de la técnica Dvorak que utiliza algoritmos informáticos en lugar de una interpretación humana subjetiva para llegar a un número de CI. Por lo general, no se implementa para depresiones tropicales o tormentas tropicales débiles. [9] Se espera que la Agencia Meteorológica de China (CMA) comience a utilizar la versión estándar de 1984 de Dvorak en un futuro próximo. El Departamento Meteorológico de la India (IMD) prefiere utilizar imágenes satelitales visibles en lugar de imágenes infrarrojas debido a un sesgo alto percibido en las estimaciones derivadas de imágenes infrarrojas durante las primeras horas de la mañana del máximo convectivo. La Agencia Meteorológica de Japón (JMA) utiliza la versión infrarroja de Dvorak en lugar de la versión de imágenes visibles. El Observatorio de Hong Kong y la JMA siguen utilizando Dvorak después de que un ciclón tropical toca tierra. Varios centros mantienen la intensidad máxima de la corriente durante 6 a 12 horas, aunque esta regla se rompe cuando es evidente un debilitamiento rápido. [8]

El sitio de ciencia ciudadana Cyclone Center utiliza una versión modificada de la técnica Dvorak para categorizar el clima tropical posterior a 1970. [16]

Beneficios y desventajas

El beneficio más significativo del uso de la técnica es que ha proporcionado un historial más completo de la intensidad de los ciclones tropicales en áreas donde el reconocimiento aéreo no es posible ni está disponible de manera rutinaria. Las estimaciones de intensidad del viento máximo sostenido están actualmente dentro de las 5 millas por hora (8,0 km/h) de lo que las aeronaves pueden medir la mitad del tiempo, aunque la asignación de intensidad de sistemas con fuerzas entre moderadas de tormenta tropical (60 millas por hora (97 km/h)) y débiles de huracán o tifón (100 millas por hora (160 km/h)) es la menos segura. Su precisión general no siempre ha sido verdadera, ya que los refinamientos en la técnica llevaron a cambios de intensidad entre 1972 y 1977 de hasta 20 millas por hora (32 km/h). El método es internamente consistente en el sentido de que restringe los aumentos o disminuciones rápidos en la intensidad de los ciclones tropicales. Algunos ciclones tropicales fluctúan en fuerza más allá del límite de 2,5 T por día permitido por la regla, lo que puede perjudicar a la técnica y ha llevado al abandono ocasional de las restricciones desde la década de 1980. Los sistemas con ojos pequeños cerca del borde de una imagen satelital pueden verse sesgados demasiado débilmente utilizando la técnica, lo que se puede resolver mediante el uso de imágenes satelitales en órbita polar . La intensidad de los ciclones subtropicales no se puede determinar utilizando Dvorak, lo que llevó al desarrollo de la técnica Hebert-Poteat en 1975. Los ciclones que atraviesan una transición extratropical, perdiendo su actividad de tormenta eléctrica, ven sus intensidades subestimadas utilizando la técnica Dvorak. Esto llevó al desarrollo de la técnica de transición extratropical de Miller y Lander que se puede utilizar en estas circunstancias. [1]

Véase también

Otras herramientas utilizadas para determinar la intensidad de los ciclones tropicales:

Referencias

  1. ^ abcd Velden, Christopher; Bruce Harper; Frank Wells; John L. Beven II; Ray Zehr; Timothy Olander; Max Mayfield; Charles “Chip” Guard; Mark Lander; Roger Edson; Lixion Avila; Andrew Burton; Mike Turk; Akihiro Kikuchi; Adam Christian; Philippe Caroff y Paul McCrone (septiembre de 2006). "La técnica de estimación de la intensidad de los ciclones tropicales de Dvorak: un método basado en satélites que ha perdurado durante más de 30 años" (PDF) . Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense . 87 (9): 1195–1214. Bibcode :2006BAMS...87.1195V. doi :10.1175/bams-87-9-1195. S2CID  15193271 . Consultado el 26 de septiembre de 2012 .
  2. ^ División de Servicios de Información y Satélites (17 de abril de 2005). "Dvorak Current Intensity Chart" (Gráfico de intensidad de corriente de Dvorak). Administración Nacional Oceánica y Atmosférica . Consultado el 12 de junio de 2006 .
  3. ^ ab Landsea, Chris (2006). "Asunto: H1) ¿Qué es la técnica Dvorak y cómo se utiliza?". División de Investigación de Huracanes . Consultado el 9 de septiembre de 2012 .
  4. ^ Timothy L. Olander; Christopher S. Velden (febrero de 2015). ADT – Advanced Dvorak Technique Users' Guide (McIDAS versión 8.2.1) (PDF) . Instituto Cooperativo de Estudios Satelitales Meteorológicos (informe). Universidad de Wisconsin-Madison . p. 49 . Consultado el 29 de octubre de 2015 .
  5. ^ Naval Research Laboratory. "Tropical Cyclone Forecasters Reference Guide". Marina de los Estados Unidos . Archivado desde el original el 2006-08-11 . Consultado el 2006-05-29 .
  6. ^ Leffler, JW "Comparación de la curva de números T entre JTWC y JMA". Archivado desde el original el 25 de julio de 2006.
  7. ^ Servicio de información y satélite de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (26 de agosto de 2011). "Explicación de la técnica Dvorak". Administración Nacional Oceánica y Atmosférica . Consultado el 29 de mayo de 2006 .
  8. ^ ab Burton, Andrew; Christopher Velden (16 de abril de 2011). «Actas del Taller internacional sobre análisis satelital de ciclones tropicales, informe n.º TCP-52» (PDF) . Organización Meteorológica Mundial . págs. 3–4 . Consultado el 23 de noviembre de 2012 .
  9. ^ abc Velden, Christopher; Timothy L. Olander y Raymond M. Zehr (marzo de 1998). "Desarrollo de un esquema objetivo para estimar la intensidad de los ciclones tropicales a partir de imágenes infrarrojas de satélites geoestacionarios digitales". Tiempo y pronóstico . 13 (1). Universidad de Wisconsin: 172–186. Bibcode :1998WtFor..13..172V. doi : 10.1175/1520-0434(1998)013<0172:DOAOST>2.0.CO;2 . S2CID  913230 . Consultado el 9 de septiembre de 2012 .
  10. ^ ab Lander, Mark A. (enero de 1999). "Imágenes del mes: un ciclón tropical con una enorme cubierta fría central". Monthly Weather Review . 127 (1). American Meteorological Society : 132–134. Bibcode :1999MWRv..127..132L. doi : 10.1175/1520-0493(1999)127<0132:atcwae>2.0.co;2 .
  11. ^ ab Dvorak, Vernon F. (febrero de 1973). "Una técnica para el análisis y pronóstico de intensidades de ciclones tropicales a partir de imágenes satelitales". Administración Nacional Oceánica y Atmosférica : 5–8. {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  12. ^ Wimmers, Anthony; Chistopher Velden (2012). "Avances en la determinación objetiva del centro de ciclones tropicales mediante imágenes satelitales multiespectrales". Sociedad Meteorológica Estadounidense . Consultado el 12 de agosto de 2012 .
  13. ^ Rogers, Edward; R. Cecil Gentry; William Shenk y Vincent Oliver (mayo de 1979). "Los beneficios de utilizar imágenes satelitales de intervalo corto para derivar vientos para ciclones tropicales". Monthly Weather Review . 107 (5). Sociedad Meteorológica Estadounidense: 575–584. Bibcode :1979MWRv..107..575R. doi : 10.1175/1520-0493(1979)107<0575:tbousi>2.0.co;2 . hdl : 2060/19790002501 .
  14. ^ De Maria, Mark (19 de abril de 1999). "Satellite Application is Tropical Weather Forecasting" (La aplicación satelital es la predicción del tiempo en los trópicos). Archivado desde el original el 13 de agosto de 2006. Consultado el 29 de mayo de 2006 .
  15. ^ Stewart, Stacy (16 de octubre de 2005). "NHC Tropical Depression 24 Discussion Number 3" (Debate número 3 sobre la depresión tropical 24 del NHC). Centro Nacional de Huracanes . Consultado el 29 de mayo de 2006 .
  16. ^ "Cyclone Center". www.cyclonecenter.org . Consultado el 5 de agosto de 2015 .
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Técnica Dvorak .
Agencias que emiten estimaciones de intensidad de Dvorak
  • Centro conjunto de alerta de tifones Archivado el 1 de marzo de 2010 en Wayback Machine
  • UW–CIMSS (Técnica Avanzada de Dvorak)
  • División de análisis satelital de la NOAA/NESDIS
  • Acerca de la TAFB
Otro
  • Análisis y pronóstico de la intensidad de los ciclones tropicales a partir de imágenes satelitales (Dvorak, 1974) (PDF, 1,3 MB)
  • Sesgos de velocidad del viento del ciclón tropical Dvorak determinados a partir de datos de "mejor trayectoria" basados ​​en reconocimiento (1997-2003) Franklin y Brown
  • La técnica Dvorak a través del tiempo [ vínculo muerto permanente ] Dr. Jack Beven. (Archivo WRF. Requiere reproductor WebEx)
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