Técnica Dvorak

La técnica de Dvorak (desarrollada entre 1969 y 1984 por Vernon Dvorak ) es un sistema ampliamente utilizado para estimar la intensidad de los ciclones tropicales (que incluye depresiones tropicales, tormentas tropicales y huracanes/tifones/ciclones tropicales intensos) basándose únicamente en imágenes satelitales visibles e infrarrojas . Dentro de la estimación de la fuerza satelital de Dvorak para ciclones tropicales, existen 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 nube densa central (CDO) (T2.5–T5.0), el patrón de cobertura fría central (CCC), el patrón de ojo de bandas (T4.0–T4.5) y el patrón de ojo (T4.5–T8.0).

Tanto el patrón de nube densa 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 de la nube densa 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 ojo mismo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte será el ciclón tropical. Una vez identificado un patrón, las características de la tormenta (como la longitud y la curvatura 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 nubes frías asociadas con la característica de rápida evolución.

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

El desarrollo inicial de esta técnica tuvo lugar en 1969, a cargo de Vernon Dvorak, quien utilizó 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 disipación. A medida que la técnica maduró durante las décadas de 1970 y 1980, la medición de las características de las nubes se convirtió en el método dominante para definir la intensidad de los ciclones tropicales y la presión central de su área de baja presión . El uso de imágenes satelitales infrarrojas permitió una evaluación más objetiva de la fuerza de los ciclones tropicales con ojo , 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 las décadas de 1970 y 1980. Las presiones centrales asignadas a los ciclones tropicales han requerido modificación, 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 Pacífico noroccidental. Esto llevó al desarrollo de una relación viento-presión independiente para el Pacífico noroccidental, ideada por Atkinson y Holliday en 1975 y posteriormente modificada en 1977. ^{[ 1 ]}

Dado que los analistas humanos que utilizan esta técnica suelen introducir sesgos subjetivos, se han realizado esfuerzos para obtener estimaciones más objetivas mediante programas informáticos, con la ayuda de imágenes satelitales de mayor resolución y ordenadores más potentes. Como los patrones satelitales de los ciclones tropicales pueden fluctuar con el tiempo, las técnicas automatizadas utilizan un período de promediado de seis horas para obtener estimaciones de intensidad más fiables. El desarrollo de la técnica objetiva de Dvorak comenzó en 1998, la cual funcionó mejor con ciclones tropicales que tenían ojos (de fuerza de huracán o tifón). Sin embargo, aún requería la colocación manual del centro, lo que mantenía cierta subjetividad en el proceso. En 2004, se desarrolló una técnica avanzada de Dvorak objetiva que utilizaba características de bandas para sistemas con intensidad inferior a la de un huracán y para determinar objetivamente el centro del ciclón tropical. En 2004 se descubrió un sesgo en la presión central relacionado con la pendiente de la tropopausa y las temperaturas de la cima de las nubes, que varían con la latitud, lo que ayudó a mejorar las estimaciones de presión central dentro de la técnica objetiva. ^{[ 1 ]}

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

Varias agencias emiten números de intensidad Dvorak para ciclones tropicales y sus precursores. Entre ellas se incluyen la Rama de Análisis y Pronóstico Tropical (TAFB) del Centro Nacional de Huracanes , la Rama de Análisis Satelital (SAB) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Centro Conjunto de Alerta de Tifones (JTWC) 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 proviene de la discusión número 3 de la Depresión Tropical 24 (que posteriormente se convirtió en el Huracán Wilma ) de la temporada de huracanes del Atlántico de 2005 : ^{[ 15 ]}

Tanto TAFB como SAB registraron una intensidad estimada por satélite Dvorak de T2.5/45 nudos. Sin embargo, a menudo el campo de viento en superficie de grandes sistemas de baja presión en desarrollo, como este, se retrasa aproximadamente 12 horas con respecto a la señal satelital. Por lo tanto, la intensidad inicial solo se ha incrementado a 40 nudos. CICLÓN TROPICAL (AURING) TOCA TIERRA. 40 KM/H

Cabe señalar 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 de Satélites Meteorológicos (CIMSS) de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado la Técnica Dvorak Objetiva (ODT). Esta es una versión modificada de la técnica Dvorak que utiliza algoritmos informáticos en lugar de la interpretación humana subjetiva para llegar a un número CI. Generalmente 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 sobre imágenes infrarrojas debido a un sesgo percibido alto 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 sobre la versión de imágenes visibles. El Observatorio de Hong Kong y la JMA continúan utilizando Dvorak después de que un ciclón tropical toque tierra. Varios centros mantienen la intensidad máxima actual durante 6 a 12  horas, aunque esta regla se rompe cuando es evidente un debilitamiento rápido. ^{[ 8 ]}

Citizen science site Cyclone Center used a modified version of the Dvorak technique to categorize post-1970 tropical weather. The project has shut down and has since been archived.^[16]

• Satellite Images of Selected Tropical Storms and hurricanes with Associated T-Number
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  Tropical Storm Wilma at T3.0
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  Tropical Storm Dennis at T4.0
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  Hurricane Jeanne at T5.0
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  Hurricane Emily at T6.0

The most significant benefit of the use of the technique is that it has provided a more complete history of tropical cyclone intensity in areas where aircraft reconnaissance is neither possible nor routinely available. Intensity estimates of maximum sustained wind are currently within 5 miles per hour (8.0 km/h) of what aircraft are able to measure half of the time, though the assignment of intensity of systems with strengths between moderate tropical-storm force (60 miles per hour (97 km/h)) and weak hurricane- or typhoon-force (100 miles per hour (160 km/h)) is the least certain. Its overall precision has not always been true, as refinements in the technique led to intensity changes between 1972 and 1977 of up to 20 miles per hour (32 km/h). The method is internally consistent in that it constrains rapid increases or decreases in tropical cyclone intensity. Some tropical cyclones fluctuate in strength more than the 2.5 T numbers per day limit allowed by the rule, which can work to the technique's disadvantage and has led to occasional abandonment of the constraints since the 1980s. Systems with small eyes near the limb, or edge, of a satellite image can be biased too weakly using the technique, which can be resolved through use of polar-orbiting satellite imagery. Subtropical cyclone intensity cannot be determined using Dvorak, which led to the development of the Hebert-Poteat technique in 1975. Cyclones undergoing extratropical transition, losing their thunderstorm activity, see their intensities underestimated using the Dvorak technique. This led to the development of the Miller and Lander extratropical transition technique which can be used under these circumstances.^[1]

Other tools used to determine tropical cyclone intensity:

• Quikscat
• TRMM

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)
• Rama de análisis de satélites de la NOAA/NESDIS
• Acerca de TAFB

Otro

• Análisis y pronóstico de la intensidad de ciclones tropicales a partir de imágenes satelitales. Dvorak, 1974. (PDF, 1,3 MB)
• Determinación de sesgos en la velocidad del viento de ciclones tropicales de Dvorak a partir de datos de "mejor trayectoria" basados ​​en reconocimiento (1997-2003) Franklin y Brown
• La técnica Dvorak a través del tiempo. Dr. Jack Beven. (Archivo WRF. Requiere reproductor WebEx).