Technique de Dvorak - Dvorak technique

Modèles de développement communs observés pendant le développement des cyclones tropicaux et leurs intensités attribuées par Dvorak

La technique Dvorak (développée entre 1969 et 1984 par Vernon Dvorak ) est un système largement utilisé pour estimer l' intensité des cyclones tropicaux (qui comprend les intensités des dépressions tropicales, des tempêtes tropicales et des ouragans/typhons/cyclones tropicaux intenses) basée uniquement sur des images satellites visibles et infrarouges. . Dans l'estimation de la force du satellite Dvorak pour les cyclones tropicaux, il existe plusieurs modèles visuels qu'un cyclone peut adopter et qui définissent les limites supérieure et inférieure de son intensité. Les principaux modèles utilisés sont le modèle de bande incurvée (T1.0-T4.5), le modèle de cisaillement (T1.5-T3.5), le modèle central couvert dense (CDO) (T2.5-T5.0), la couverture froide centrale (CCC), modèle d'oeil de baguage (T4.0-T4.5) et modèle d' oeil (T4.5-T8.0).

Le ciel couvert dense central et le motif des yeux incrustés utilisent tous deux la taille du CDO. Les intensités du modèle CDO commencent à T2,5, ce qui équivaut à l'intensité minimale d'une tempête tropicale (40 mph, 65 km/h). La forme du ciel couvert dense central est également prise en compte. Le motif de l'œil utilise la froideur des sommets des nuages ​​dans la masse environnante d'orages et la contraste avec la température à l'intérieur de l'œil lui-même. Plus la différence de température est grande, plus le cyclone tropical est fort. Une fois qu'un modèle est identifié, les caractéristiques de la tempête (telles que la longueur et la courbure des caractéristiques de bandes) sont analysées plus avant pour arriver à un nombre T particulier. Le modèle CCC indique que peu de développement se produit, malgré les sommets froids des nuages ​​associés à l'évolution rapide de la caractéristique.

Plusieurs organismes émettent des numéros d'intensité Dvorak pour les cyclones tropicaux et de leurs précurseurs, y compris le National Hurricane Center de l' analyse tropicale et de la prévision (de TAFB), la NOAA / NESDIS Direction de l' analyse par satellite (SAB) et le Centre d' alerte Joint Typhoon à la météorologie navale et le commandement océanographique de Pearl Harbor , à Hawaï .

Évolution de la méthode

La technique Dvorak ne diagnostique pas correctement l'intensité des cyclones pour les tempêtes comme la tempête subtropicale Andrea car elle ne s'applique qu'aux cyclones tropicaux

Le développement initial de cette technique a eu lieu en 1969 par Vernon Dvorak, en utilisant des images satellites de cyclones tropicaux dans le nord-ouest de l'océan Pacifique. Le système tel qu'il a été initialement conçu impliquait une correspondance de motifs entre les caractéristiques des nuages ​​et un modèle de développement et de décroissance. Au fur et à mesure que la technique a mûri dans les années 1970 et 1980, la mesure des caractéristiques des nuages ​​est devenue dominante dans la définition de l'intensité du cyclone tropical et de la pression centrale de la zone de basse pression du cyclone tropical . L'utilisation de l' imagerie satellitaire infrarouge a conduit à une évaluation plus objective de la force des cyclones tropicaux avec les yeux , en utilisant les températures du sommet des nuages ​​dans le mur de l'œil et en les contrastant avec les températures chaudes dans l'œil lui-même. Les contraintes sur le changement d'intensité à court terme sont utilisées moins fréquemment qu'elles ne l'étaient dans les années 1970 et 1980. Les pressions centrales attribuées aux cyclones tropicaux ont dû être modifiées, car les estimations initiales étaient de 5 à 10 hPa (0,15 à 0,29 inHg) trop faibles dans l'Atlantique et jusqu'à 20 hPa (0,59 inHg) trop élevées dans le nord-ouest du Pacifique. Cela a conduit au développement d'une relation distincte de la pression du vent pour le nord-ouest du Pacifique, conçue par Atkinson et Holliday en 1975, puis modifiée en 1977.

Comme les analystes humains utilisant la technique conduisent à des biais subjectifs, des efforts ont été faits pour faire des estimations plus objectives à l'aide de programmes informatiques, qui ont été aidés par des images satellites à plus haute résolution et des ordinateurs plus puissants. Étant donné que la configuration des satellites des cyclones tropicaux peut fluctuer dans le temps, les techniques automatisées utilisent une période de moyenne de six heures pour aboutir à des estimations d'intensité plus fiables. Le développement de la technique objective de Dvorak a commencé en 1998, qui a donné de meilleurs résultats avec des cyclones tropicaux qui avaient des yeux (de force ouragan ou typhon). Cela nécessitait toujours un placement manuel au centre, en gardant une certaine subjectivité dans le processus. En 2004, une technique Dvorak objective avancée a été développée qui utilisait des caractéristiques de bandes pour les systèmes sous l'intensité de l'ouragan et pour déterminer objectivement le centre du cyclone tropical. Un biais de pression centrale a été découvert en 2004 concernant la pente de la tropopause et les températures au sommet des nuages ​​qui changent avec la latitude, ce qui a permis d'améliorer les estimations de la pression centrale au sein de la technique objective.

Détails de la méthode

Numéro T de Dvorak et intensité correspondante
Numéro T Vents de 1 min Catégorie ( SSHWS ) Min. Pression (millibars)
( nœuds ) (mph) (km/h) atlantique Pacifique nord-ouest
1,0 - 1,5 25 29 45 en dessous de la TD ---- ----
2.0 30 35 55 TD 1009 1000
2.5 35 40 65 ST 1005 998
3.0 45 52 83 ST 1000 991
3.5 55 63 102 TS- Cat 1 994 984
4.0 65 75 120 Chat 1 987 976
4.5 77 89 143 Chat 1 – Chat 2 979 966
5.0 90 104 167 Chat 2 – Chat 3 970 954
5.5 102 117 189 Chat 3 960 941
6.0 115 132 213 Chat 4 948 927
6.5 127 146 235 Chat 4 935 915
7.0 140 161 260 Chat 5 921 898
7.5 155 178 287 Chat 5 906 879
8.0 170 196 315 Chat 5 890 858
8.5dague 185 213 343 Chat 5 873 841
Remarque : Les pressions indiquées pour le bassin du Pacifique Nord-Ouest sont plus faibles car la pression de l'ensemble du bassin est relativement inférieure à celle du bassin Atlantique.
dagueLes valeurs de 8,1 à 8,5 ne sont attribuées que par les systèmes Dvorak avancés automatisés du CIMSS et de la NOAA et ne sont pas utilisées dans les analyses subjectives.
Images d'amélioration Dvorak du typhon Haiyan à T8.0

Dans un cyclone en développement, la technique tire parti du fait que les cyclones d' intensité similaire ont tendance à avoir certaines caractéristiques et, à mesure qu'ils se renforcent, ils ont tendance à changer d'apparence de manière prévisible. La structure et l'organisation du cyclone tropical sont suivies sur 24 heures pour déterminer si la tempête s'est affaiblie, a maintenu son intensité ou s'est renforcée. Diverses caractéristiques centrales de nuages ​​et de bandes sont comparées à des modèles qui montrent des modèles de tempête typiques et leur intensité associée. Si l'imagerie satellite infrarouge est disponible pour un cyclone avec un motif oculaire visible, alors la technique utilise la différence entre la température de l'œil chaud et les sommets des nuages ​​froids environnants pour déterminer l'intensité (les sommets des nuages ​​plus froids indiquent généralement une tempête plus intense). Dans chaque cas, un "numéro T" (abréviation de Tropical Number) et une valeur d'intensité actuelle (CI) sont attribués à la tempête. Ces mesures sont comprises entre 1 (intensité minimale) et 8 (intensité maximale). Le nombre T et la valeur CI sont les mêmes, sauf pour les tempêtes qui s'affaiblissent, auquel cas le CI est plus élevé. Pour l'affaiblissement des systèmes, l'IC est considéré comme l'intensité du cyclone tropical pendant 12 heures, bien que les recherches du National Hurricane Center indiquent que six heures sont plus raisonnables. Le tableau de droite montre la vitesse approximative du vent en surface et la pression au niveau de la mer correspondant à un nombre T donné. Le montant qu'un cyclone tropical peut changer en force par période de 24 heures est limité à 2,5 nombres T par jour.

Types de motifs

Dans l'estimation de la force du satellite Dvorak pour les cyclones tropicaux, il existe plusieurs modèles visuels qu'un cyclone peut adopter et qui définissent les limites supérieure et inférieure de son intensité. Les principaux modèles utilisés sont le modèle de bande incurvée (T1.0-T4.5), le modèle de cisaillement (T1.5-T3.5), le modèle central dense couvert (CDO) (T2.5-T5.0), le modèle d'oeil de bande (T4.0-T4.5), motif des yeux (T4.5 – T8.0) et motif de couverture froide centrale (CCC). Le ciel couvert dense central et le motif oculaire intégré utilisent tous deux la taille du CDO. Les intensités du modèle CDO commencent à T2,5, ce qui équivaut à l'intensité minimale d'une tempête tropicale (40 miles par heure (64 km/h)). La forme du ciel couvert dense central est également prise en compte. Plus le centre est rentré dans le CDO, plus il est réputé fort. Les cyclones tropicaux avec des vents soutenus maximum entre 65 miles par heure (105 km/h) et 100 miles par heure (160 km/h) peuvent avoir leur centre de circulation obscurci par la nébulosité du ciel couvert dense central dans l'imagerie satellitaire visible et infrarouge, qui rend difficile le diagnostic de leur intensité.

Le modèle CCC, avec sa masse importante et en développement rapide de cirrus épais s'étendant à partir d'une zone de convection près d'un centre de cyclone tropical dans un court laps de temps, indique peu de développement. Lorsqu'il se développe, les bandes de pluie et les lignes nuageuses autour du cyclone tropical s'affaiblissent et l'épais bouclier nuageux obscurcit le centre de circulation. Bien qu'il ressemble à un modèle CDO, il est rarement vu.

Le motif de l'œil utilise la froideur des sommets des nuages ​​dans la masse environnante d'orages et la contraste avec la température à l'intérieur de l'œil lui-même. Plus la différence de température est grande, plus le cyclone tropical est fort. Les vents dans les cyclones tropicaux peuvent également être estimés en suivant les caractéristiques du CDO à l'aide d' images satellites géostationnaires à balayage rapide , dont les images sont prises à quelques minutes d'intervalle plutôt qu'à toutes les demi-heures.

Une fois qu'un modèle est identifié, les caractéristiques de la tempête (telles que la longueur et la courbure des caractéristiques de bandes) sont analysées plus avant pour arriver à un nombre T particulier.

Usage

Plusieurs agences publient des chiffres d'intensité Dvorak pour les cyclones tropicaux et leurs précurseurs. Il s'agit notamment de la Tropical Analysis and Forecast Branch (TAFB) du National Hurricane Center, de la Satellite Analysis Branch (SAB) de la National Oceanic and Atmospheric Administration et du Joint Typhoon Warning Center du Naval Pacific Meteorology and Oceanography Center de Pearl Harbor, à Hawaï.

Le Centre national des ouragans citera souvent les numéros T de Dvorak dans leurs produits sur les cyclones tropicaux. L'exemple suivant est tiré de la discussion numéro 3 de la dépression tropicale 24 (éventuellement l' ouragan Wilma ) de la saison des ouragans de l'Atlantique 2005 : 

BOTH TAFB AND SAB CAME IN WITH A DVORAK SATELLITE INTENSITY ESTIMATE OF T2.5/35 KT. HOWEVER ...OFTENTIMES THE SURFACE WIND FIELD OF LARGE DEVELOPING LOW PRESSURE SYSTEMS LIKE THIS ONE WILL LAG ABOUT 12 HOURS BEHIND THE SATELLITE SIGNATURE. THEREFORE... THE INITIAL INTENSITY HAS ONLY BEEN INCREASED TO 30 KT.

Notez que dans ce cas, le nombre T de Dvorak (dans ce cas T2.5) a simplement été utilisé comme guide, mais d'autres facteurs ont déterminé comment le NHC a décidé de définir l'intensité du système.

Le Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS) de l' Université du Wisconsin-Madison a développé la technique Objective Dvorak (ODT). Il s'agit d'une version modifiée de la technique Dvorak qui utilise des algorithmes informatiques plutôt qu'une interprétation humaine subjective pour arriver à un nombre CI. Ceci n'est généralement pas mis en œuvre pour les dépressions tropicales ou les tempêtes tropicales faibles. L' Agence météorologique chinoise (CMA) devrait commencer à utiliser la version 1984 standard de Dvorak dans un proche avenir. Le Département météorologique indien (IMD) préfère utiliser l'imagerie satellitaire visible par rapport à l'imagerie infrarouge en raison d'un biais élevé perçu dans les estimations dérivées de l'imagerie infrarouge pendant les premières heures du matin du maximum convectif. L' Agence météorologique japonaise (JMA) utilise la version infrarouge de Dvorak sur la version d'imagerie visible. L'Observatoire de Hong Kong et JMA continuent d'utiliser Dvorak après le passage du cyclone tropical. Divers centres conservent l'intensité maximale du courant pendant 6 à 12 heures, bien que cette règle soit enfreinte lorsqu'un affaiblissement rapide est évident.

Le site de science citoyenne Cyclone Center utilise une version modifiée de la technique Dvorak pour catégoriser le climat tropical post-1970.

Avantages et inconvénients

L'avantage le plus important de l'utilisation de cette technique est qu'elle a fourni un historique plus complet de l'intensité des cyclones tropicaux dans les zones où la reconnaissance par avion n'est ni possible ni disponible en routine. Les estimations d'intensité du vent maximum soutenu sont actuellement à moins de 5 miles par heure (8,0 km/h) de ce que les avions sont capables de mesurer la moitié du temps, bien que l'attribution de l'intensité des systèmes avec des forces entre la force modérée de la tempête tropicale (60 miles par heure (97 km/h)) et une faible force d'ouragan ou de typhon (100 miles par heure (160 km/h)) est la moins certaine. Sa précision globale n'a pas toujours été vraie, car les améliorations de la technique ont conduit à des changements d'intensité entre 1972 et 1977 allant jusqu'à 20 miles par heure (32 km/h). La méthode est cohérente en interne en ce sens qu'elle limite les augmentations ou les diminutions rapides de l'intensité des cyclones tropicaux. Certains cyclones tropicaux fluctuent en force au-delà de la limite de 2,5 T par jour autorisée par la règle, ce qui peut jouer en défaveur de la technique et a conduit à des abandons ponctuels des contraintes depuis les années 1980. Les systèmes avec de petits yeux près du membre, ou du bord, d'une image satellite peuvent être biaisés trop faiblement à l'aide de la technique, qui peut être résolue grâce à l'utilisation d' images satellites en orbite polaire . L'intensité des cyclones subtropicaux ne peut être déterminée à l'aide de Dvorak, ce qui a conduit au développement de la technique Hebert-Poteat en 1975. Les cyclones en transition extratropicale, perdant leur activité orageuse, voient leurs intensités sous-estimées grâce à la technique de Dvorak. Cela a conduit au développement de la technique de transition extratropicale de Miller et Lander qui peut être utilisée dans ces circonstances.

Voir également

Autres outils utilisés pour déterminer l'intensité des cyclones tropicaux :

Les références

Liens externes

Agences émettant des estimations d'intensité de Dvorak
Autre