Sístema de diagnóstico para detectar potenciales ciclones tropicales

Desde la web de SUNY Albany’s Phil Papin, ha desarrollado un método  para diagnosticar ciclones tropicales llamado Gyre (giro o remolino) a partir del campo de vientos en 850 hPa. El autor posee una página de diagnóstico para una zona concreta  del Caribe y la denomina: Central American Gyre (CAG) Diagnostics

Los nuevos campos mostrados se basan en los estudios de Papin et al. (2017) . El algoritmo sirve para identificar circulaciones que poseen un amplio giro, un radio de vientos intensos y cercanos a la superficie de la tierra.

Para realizar los tests de ciclón tropical se presentan diferentes campos cinemáticos de diagnosis. Recordar que está, como otras, no es una herramienta absoluta para saber si es o no un ciclón tropical. Otra herramienta de diagnostico es la relacionada con las anomalías térmicas en capas bajas y medias que permite diagnosticar las características de cualquier ciclón (tifón, ciclón tropical, huracán, borrasca, etc.): diagramas de fase de un ciclón. Todas estas herramientas se aplican sobre salidas de modelos numéricos de predicción. La bondad de la diagnosis depende de la bondad del modelo utilizado (GFS, UKMOD, IFS-ECMWF, etc.)

Tests a realizar relacionados con el algoritmo de diagnóstico del Central American Gyre (CAG)

Hay cuatro test a realizar en la ventana que se muestra posteriormente. Son:

  • Test de vorticidad promediada de área 500-1000 km
  • Test para la magnitud de la circulación
  • Tests de viento tangencial
  • Tests para circulación amplia y cerrada relativa a la Tierra

Explicación de los campos de diagnosis y tests

Un ciclón tropical es un sistema de bajas presiones que posee una intensa circulación en capas bajas alrededor de su centro, a la vez que es amplia y cerrada. Usando una serie de campos derivados del viento en capas bajas, por ejemplo 850 hPa, es posible detectar “candidatos” a ser un CAG, mediante unos tests específicos, que superados podrían ser o no, un ciclón tropical en la ventana de estudio.

Test de vorticidad promediada de área 500-1000 km y Test de magnitud de circulación

Vorticidad relativa ciclónica según modelo GFS a 850 hPa, en sombreado de color según escala inferior, vectores viento a 850 hPa y vorticidad promediada del área 500-1000 km en línea continua negra. Punto azul, circulación máxima. Unidades en cabecera del mapa.

Esta primera gráfica ilustra la vorticidad ciclónica promedio en el área (contornos negros), y cómo se compara con la distribución del punto de rejilla medida vorticidad ciclónica a 850 hPa (sombreado de color). El cuadro de texto del centro superior muestra cuál es la vorticidad ciclónica media del área máxima y su latitud y longitud (dentro del área roja delineada en la imagen). Si este valor excede 1x10-5 s-1, un evento de CAG es posible, si también se cumplen criterios adicionales mostrados en la siguiente imagen de diagnóstico.

Tests de viento tangencial y test para una circulación relativa a la Tierra amplia y cerrada

El segundo diagrama de diagnóstico ilustra diferentes pruebas o tests de viento tangencial utilizando los máximos en la vorticidad media de área. Vamos a analizar cada panel.

El panel A se utiliza para mostrar espacialmente la distribución relativa del viento tangencial a la circulación máx. Se incluyen los anillos azules de 500 y 1000 km para mostrar la distribución del viento tangencial dentro de ellos que se utilizará para las pruebas de diagnóstico posteriores. Este mapa se utiliza para confirmar que los valores de gráfico de líneas en los paneles B y C funcionan como llamada de atención (confirmación espacial).

El panel B muestra el viento tangencial promedio entre 500-1000 Km en un arco de 60 grados (línea roja) que está centrado en su dirección media (es decir, 0 grados es hacia el norte). Todos los arcos de 0 a 350º grados deben exceder de +1 m s-1 (línea azul) para este diagnóstico, que indica que la circulación amplia se ha cerrado como flujo ciclónico. Este valor mínimo se muestra en la parte superior de la gráfica de línea.

El panel C muestra el viento tangencial azimutal promediado (línea roja) con respecto al centro de la circulación máxima (en km desde el centro). Si este valor supera los +5 m s-1 a más de 500 km del centro (note las líneas azules), esto indica que la circulación es fuerte y suficiente para clasificarse como un evento CAG. Este valor máximo a la distancia de referencia se muestra en la parte superior de la gráfica de línea.

La magnitud de la vorticidad promedio del área y las pruebas de viento tangencial, en combinación, ayudan a determinar si un caso de pronóstico es un posible candidato CAG (poseer una intensa circulación que es a la vez amplia y cerrada).

En Papin et al. (2016), estos criterios deben persistir durante al menos 48 horas consecutivas usando datos de 6 horas para que un caso de CAG sea identificado. Este requisito de tiempo es estricto y a menudo hay sistemas que exhiben estructuras similares a un CAG que existen para periodos de tiempo más pequeños que todavía producen impactos sociales significativos (es decir, fuertes lluvias e inundaciones en Centroamérica y el Caribe).

Los datos de reanálisis se usan al final de cada temporada para determinar el número total de casos y el número de CAG que ocurren en cada año puede ser sensible a las fuentes de datos elegidas para llevar a cabo este análisis.

Nota de la RAM. Estrictamente esta herramienta de diagnosis NO detecta ciclones tropicales. Lo que hace es diagnosticar eventos CAG a partir del campo de vientos (directos o derivados). Estos eventos CAG podrían ser candidatos a ser ciclón tropical en el área aludida.

Más detalles de Gyre:http://www.atmos.albany.edu/student/ppapin/README_CAGs.pdf

Referencia

Papin, P., L. F. Bosart, R. D. Torn, 2017: A Climatology of Central American Gyres. Mon. Wea. Rev., 145, 1983–2000. http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/MWR-D-16-0411.1Puedes ver los mapas actuales de Central American Gyre (CAG) Diagnostics en http://www.atmos.albany.edu/student/ppapin/gyre.php

Anexo

Caso del ciclón tropical Franklin del 9 de agosto de 2017, sobre las 16 UTC. En ese momento era tormenta tropical

Salidas numéricas de diágnostico ciclónico según el modelo determinista del ECMWF de alta resolución para la fecha señalada

Esta entrada se publicó en Reportajes en 09 Ago 2017 por Francisco Martín León