Pronóstico de lluvias por ciclones tropicales

La cizalladura vertical del viento provoca que el patrón de lluvia alrededor de un ciclón tropical se vuelva altamente asimétrico, con la mayor parte de la precipitación cayendo a la izquierda y a sotavento del vector de cizalladura, o a la izquierda de la cizalladura. En otras palabras, la cizalladura del suroeste fuerza a que la mayor parte de la lluvia caiga al norte-noreste del centro. ^{[ 9 ]} Si la cizalladura del viento es lo suficientemente fuerte, la mayor parte de la lluvia se alejará del centro, dando lugar a lo que se conoce como un centro de circulación expuesto. Cuando esto ocurre, la magnitud potencial de la lluvia asociada al ciclón tropical se reduce significativamente.

Cuando un ciclón tropical interactúa con una vaguada en niveles superiores y el frente superficial asociado , se observa una zona de precipitación bien definida en el norte, a lo largo del frente, delante del eje de la vaguada. Los frentes superficiales con cantidades de agua precipitable de 1,46 pulgadas (37 mm) o más y la divergencia en niveles superiores al este de una vaguada pueden provocar lluvias significativas. ^{[ 10 ]} Este tipo de interacción puede dar lugar a que las lluvias más intensas se produzcan a lo largo y a la izquierda de la trayectoria del ciclón tropical, extendiéndose la precipitación cientos de millas o kilómetros a sotavento del ciclón. ^{[ 11 ]} 

El aire húmedo que asciende por las laderas de las colinas costeras y las cadenas montañosas puede provocar lluvias mucho más intensas que en la llanura costera. ^{[ 12 ]} Estas fuertes lluvias pueden provocar deslizamientos de tierra, que aún causan una pérdida significativa de vidas, como se vio durante el huracán Mitch en Centroamérica , donde perecieron varios miles. ^{[ 13 ]}

La División de Investigación de Huracanes del Laboratorio Meteorológico y Oceanográfico del Atlántico creó el modelo r-CLIPER ( climatología y persistencia de lluvia ) para que sirviera como base para toda verificación relacionada con las lluvias de ciclones tropicales . La teoría es que, si los modelos de pronóstico globales no pueden superar las predicciones basadas en la climatología, entonces su uso carece de utilidad . Existe una clara ventaja al usar la trayectoria pronosticada con r-CLIPER porque podría ejecutarse durante 120 horas/5 días con la trayectoria pronosticada de cualquier ciclón tropical global en un corto período de tiempo. ^{[ 14 ]} La variación de corto alcance que utiliza la persistencia es la técnica de Potencial de Lluvia Tropical ( TRaP ) , que utiliza cantidades de lluvia derivadas de satélites de imágenes de microondas y extrapola la configuración actual de lluvia hacia adelante durante 24 horas a lo largo de la trayectoria pronosticada actual. ^{[ 15 ]} El principal defecto de esta técnica es que asume un ciclón tropical en estado estacionario que experimenta pocos cambios estructurales con el tiempo, razón por la cual solo se ejecuta hacia adelante durante 24 horas en el futuro. ^{[ 16 ]}    

Los modelos informáticos pueden utilizarse para diagnosticar la magnitud de las precipitaciones de los ciclones tropicales. Dado que los modelos de pronóstico generan su información en una cuadrícula, solo proporcionan una idea general de la cobertura areal de las precipitaciones moderadas a intensas. Ningún modelo de pronóstico actual funciona a una escala de cuadrícula lo suficientemente pequeña (1  km o menor) como para poder detectar los máximos absolutos medidos dentro de los ciclones tropicales. De los modelos de pronóstico de Estados Unidos , el que mejor rendimiento ofrece para la predicción de precipitaciones de ciclones tropicales es el GFS , o Sistema Global de Pronóstico . ^{[ 17 ]} Se ha demostrado que el modelo GFDL tiene un sesgo elevado con respecto a la magnitud de las lluvias más intensas en el núcleo de los ciclones tropicales. ^{[ 18 ]} A partir de 2007, el modelo NCEP Hurricane-WRF estuvo disponible para ayudar a predecir las precipitaciones de los ciclones tropicales. ^{[ 19 ]} Una verificación reciente muestra que tanto el modelo de pronóstico europeo ECMWF como el Modelo de Mesoescala Norteamericano (NAM) muestran un sesgo bajo con cantidades de lluvia más intensas dentro de los ciclones tropicales. ^{[ 20 ]}

Durante finales de la década de 1950, surgió esta regla empírica , desarrollada por RH Kraft. ^{[ 21 ]} Se observó a partir de las cantidades de lluvia (en unidades imperiales) reportadas por la red de lluvia de primer orden en los Estados Unidos que la lluvia total de la tormenta se ajustaba a una ecuación simple: 100 dividido por la velocidad de movimiento en nudos. ^{[ 22 ]} Esta regla funciona, incluso en otros países, siempre que un ciclón tropical esté en movimiento y solo se utilice la red de estaciones de primer orden o sinópticas (con observaciones espaciadas a aproximadamente 60 millas (97 km) de distancia) para derivar los totales de la tormenta. Canadá utiliza una versión modificada de la regla de Kraft que divide los resultados por un factor de dos, lo que tiene en cuenta las temperaturas más bajas de la superficie del mar que se observan alrededor del Canadá atlántico y la prevalencia de sistemas que experimentan cizalladura vertical del viento en sus latitudes septentrionales. ^{[ 20 ]} El principal problema con esta regla es que la red de observación de lluvia es más densa que la red de informes sinópticos o las redes de estaciones de primer orden, lo que significa que es probable que el máximo absoluto se subestime. Otro problema es que no tiene en cuenta el tamaño del ciclón tropical ni la topografía.