Programa de Campo de Huracanes
Temporada de huracanes 2021
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En esta página puede encontrar descripciones detalladas de las actividades de campo de investigación previstas para la actual temporada de huracanes. El Programa de Campo de Huracanes 2021 apoya el Experimento de Avance de la Predicción de Huracanes (APHEX) de la NOAA. Esta página está organizada por proyectos que apoyan la investigación de las etapas del ciclo de vida de las tormentas, desde la génesis hasta la etapa final, así como las observaciones oceánicas y la validación por satélite.
Acerca de APHEX: Desarrollado en colaboración con el Centro de Modelización Ambiental de la NOAA, el Centro Nacional de Huracanes, el Centro de Operaciones Aéreas y la División de Oceanografía Física del AOML, APHEX tiene por objeto mejorar nuestra comprensión y predicción de la trayectoria, intensidad y estructura de los huracanes, así como de los riesgos asociados a los mismos, mediante la recopilación de observaciones que contribuirán a la mejora de los actuales modelos operativos de huracanes, como el modelo de investigación y previsión meteorológica de huracanes, y al desarrollo de la próxima generación de modelos operativos de huracanes.
Estamos construyendo una nación preparada para el clima.
Apoyo a las operaciones de la NOAA.
Con la investigación a los enlaces operativos dentro del Plan HFP-IFEX y a través de la validación de los satélites para mejorar la utilización operativa de los datos de los satélites dentro del Plan HFP-IFEX.
Vea cómo el Programa de Campo de Huracanes apoya las operaciones de la NOAA.
Este documento describe el apoyo que el HRD proporciona a las misiones de aviones de huracanes de la NOAA con tareas operativas (EMC/NHC). En el caso de una misión operativa, HRD proporcionará apoyo para asegurar que la misión logre sus objetivos. Haga clic en el siguiente enlace para leer la documentación completa.
Etapa de Génesis
Masa de aire favorable (FAM)
Investigadores
Ghassan Alaka, Jon Zawislak, Jason Dunion, Alan Brammer (CSU/CIRA/NOAA), Chris Thorncroft (SUNY Albany)
Descripción de la ciencia
Aunque los ingredientes para la formación de ciclones tropicales están bien documentados desde hace décadas, sigue siendo difícil predecir qué perturbaciones se desarrollarán y cuáles no. Un factor importante en esta incertidumbre es la favorabilidad de la masa de aire que precede y rodea a la perturbación. Este experimento propone recoger observaciones de la humedad y los vientos de nivel bajo y medio para evaluar la favorabilidad de la masa de aire, lo que llenaría las lagunas de las actuales observaciones por satélite. Estas observaciones de las aeronaves también pueden proporcionar una orientación útil para el uso ampliado de las observaciones por satélite en ausencia de observaciones de las aeronaves.
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Precipitación durante la formación y observación de su respuesta a través de múltiples escalas (PREFORM)
Investigadores
Jon Zawislak, Ghassan Alaka, Rob Rogers, Jason Dunion, Paul Reasor, Mark Boothe (Naval Postgraduate School, NPS), Michael Montgomery (NPS), Tim Dunkerton (Northwest Research Associates, NWRA), Blake Rutherford (NWRA)
Descripción de la ciencia
Una predicción precisa de la formación de huracanes requiere un mejor conocimiento de la organización de la precipitación (lluvia) y la respuesta de la circulación de la tormenta en desarrollo, en el contexto de las características ambientales, durante el proceso de formación. El objetivo general de este experimento es utilizar las observaciones de las aeronaves para investigar cómo la precipitación (lluvia) dentro de una perturbación tropical (como una onda de levante africana) interviene en el desarrollo y la intensificación de una circulación de tormenta tropical incipiente mediante el muestreo de las características de la precipitación, así como de la humedad, la humedad relativa y la estructura del viento de la circulación. También evalúa un nuevo modelo para entender cómo se forman las tormentas tropicales; un modelo que se conoce coloquialmente como el "paradigma marsupial" en el que las perturbaciones tropicales en desarrollo tienen una región de recirculación cerrada que proporciona un entorno favorable para apoyar la precipitación sostenida alrededor de un "punto dulce" preferido.
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Fase inicial
Experimento de análisis de los procesos de cambio de intensidad (AIPEX)
Investigadores
Jon Zawislak, Rob Rogers, Jason Dunion, Josh Alland (NCAR), Rosimar Rios- Berrios (NCAR), George Bryan (NCAR), Falko Judt (NCAR), Michael Fischer, Jun Zhang, Paul Reasor, Joe Cione, Trey Alvey, Xiaomin Chen, Ghassan Alaka, Heather Holbach y Josh Wadler
Investigador(es) del ONR TCRI: James Doyle (NRL), Dan Stern (NRL), Pete Finnochio (NRL), Sharan Majumdar (Univ. de Miami/RSMAS), David Nolan (Univ. de Miami/RSMAS), Tony Wimmers (Univ. de Wisconsin/CIMSS), Zeljka Fuchs (New Mexico Tech), David Raymond (New Mexico Tech), Brian Tang (SUNY Albany), George Bryan (NCAR), Michael Bell (CSU), y Ralph Foster (Univ. de Washington)
Descripción de la ciencia
Predecir el momento y la velocidad de los eventos de fortalecimiento de los ciclones tropicales (CT) sigue siendo uno de los aspectos más desafiantes de la predicción de huracanes. En sus primeras etapas, la estructura de las tormentas en desarrollo suele estar desorganizada, de modo que sus circulaciones están inclinadas en la vertical, tienen masas de aire seco prominentes que pueden ser transportadas a la circulación interior y carecen de cobertura de precipitaciones alrededor del centro. Todas estas son condiciones que, de otro modo, se considerarían desfavorables para un mayor fortalecimiento y suelen ser consecuencia de que la tormenta experimenta vientos desfavorables en su entorno. Sin embargo, las tormentas con estas características pueden fortalecerse y el objetivo de este experimento es comprender los procesos físicos y las estructuras que rigen si las tormentas se intensifican en este tipo de entorno.
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Módulo de Estructura y Evolución de las Ráfagas Convectivas (CBM)
Investigadores
Rob Rogers (PI), Jon Zawislak, Trey Alvey, Josh Wadler, Robert Black, Josh Wadler, Hua Leighton, Xuejin Zhang, Michael Bell (CSU), Anthony Didlake (PSU), Jim Doyle (NRL), Dan Stern (NRL), Ralph Foster (UW)
Descripción de la ciencia
Este módulo muestrea el movimiento vertical y la estructura de reflectividad de los complejos de tormentas fuertes con una alta frecuencia, por ejemplo, cada 15-20 minutos, durante un período de 1-2 horas para observar cómo la estructura de estos sistemas cambia con el tiempo y a medida que se mueven alrededor del centro del CT, junto con la observación de cómo esos cambios afectan a la estructura y la intensidad de los CT.
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Capa límite del huracán
Investigadores
Jun Zhang (PI), Jason Dunion, Sue Chen (NRL), James Doyle (NRL), Daniel Stern (NRL), Joseph Cione, Joshua Wadler, Elizabeth Sanabia (USNA), Xiaomin Chen, Andrew Hazelton, Robert Rogers, Jonathan Zawislak, Brian Tang (U. Albany), Robert Fovell (U. Albany), Rosimar Rios-Berrios (NCAR), George Bryan (NCAR), Falko Judt (NCAR), Michael Bell (CSU), Zhien Wang (CU), Ralph Foster (UW), Yi Jin (NRL), Johna Rudzin (NRL)
Descripción de la ciencia
La capa límite atmosférica es una región crucial de un ciclón tropical (CT), porque es la zona de la tormenta en contacto directo con la humedad del océano y las fuentes de calor que impulsan la tormenta. Este módulo tiene como objetivo recoger datos de observación para mejorar nuestra comprensión de los procesos físicos en la BL que controlan el cambio de intensidad del CT. Estos datos pueden utilizarse para evaluar y mejorar el rendimiento de los modelos de previsión de CT.
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Impacto de las observaciones dirigidas en las previsiones (ITOFS)
Investigadores
Jason Dunion (Co-PI), Sim Aberson (Co-PI), Jon Zawislak, Kelly Ryan, Jason Sippel, Ryan Torn (Univ en Albany-SUNY), Jim Doyle (NRL-Monterey), Eric Blake (NWS/NHC), Mike Brennan (NWS/NHC), Chris Landsea (NWS/TAFB)
Descripción de la ciencia
Este experimento utilizará la orientación avanzada de múltiples conjuntos de modelos de previsión para determinar los lugares en los que las observaciones de las aeronaves podrían mejorar las previsiones de la trayectoria, la intensidad y la estructura de los ciclones tropicales.
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Módulo espiral estratiforme (SSM)
Investigadores
Rob Rogers (PI), Jon Zawislak, Trey Alvey, Robert Black, Josh Wadler, Hua Leighton, Xuejin Zhang, Michael Bell (CSU), Anthony Didlake (PSU), Jim Doyle (NRL), Dan Stern (NRL)
Descripción de la ciencia
Este módulo muestrea la distribución de las gotas de nubes y lluvia y de las partículas de hielo y nieve y cómo esas distribuciones varían con la altitud a través del nivel de congelación en amplias regiones de precipitación relativamente débil y de movimiento ascendente.
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Etapa de madurez
Mezcla de ojos y paredes
Investigadores
Sim Aberson
Descripción de la ciencia
Se ha planteado la hipótesis de que las pequeñas características de las paredes oculares de los ciclones tropicales muy intensos aumentan la cantidad de energía disponible para la intensificación del huracán, o son responsables de los vientos superficiales perjudiciales al tocar tierra o de las características de turbulencia intensa que afectan a las operaciones de vuelo. Sin embargo, nunca se han documentado las estructuras de estas características, especialmente las de temperatura y humedad.
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Onda gravitacional
Investigadores
Jun Zhang (PI) y David Nolan (co-PI)
Descripción de la ciencia
La convección de los huracanes produce ondas de gravedad que se propagan tanto hacia arriba como hacia afuera. Los datos de observación recogidos en este módulo se analizarán para cuantificar las características de las ondas gravitacionales en los huracanes en fase inicial y su relación con la intensidad de la tormenta y el cambio de intensidad. Estos datos también proporcionarán información valiosa para la evaluación de modelos y la mejora de la física.
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Vientos oceánicos del NESDIS
Investigadores
Paul Chang (PI, NOAA/NESDIS/STAR), Zorana Jelenak (NOAA/NESDIS/STAR), Joe Sapp (NOAA/NESDIS/STAR)
Descripción de la ciencia
Mejorar nuestra comprensión de las recuperaciones por microondas de la superficie del océano y de los campos de viento atmosférico, y evaluar nuevas técnicas/tecnologías de teledetección. Ayudar a validar los sensores basados en satélites de la superficie oceánica en condiciones extremas y reducir el riesgo de futuras misiones por satélite.
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Módulo Complejo de Banda de Lluvia (RCM)
Investigadores
Rob Rogers (PI), Michael Fischer, Anthony Didlake (PSU), Michael Bell (CSU), Anthony Wimmers (UWisc), Jim Doyle (NRL), Dan Stern (NRL)
Descripción de la ciencia
En este módulo se estudiará la estructura de las largas bandas de lluvia en espiral (rainbands) que a menudo se extienden desde la pared ocular de los huracanes fuertes hasta distancias muy grandes del centro. Estas bandas de lluvia, que a menudo contienen mezclas de fuertes tormentas eléctricas y lluvias más ligeras que pueden cubrir enormes áreas, se cree que afectan a la estructura y la intensidad del huracán en el que están incrustadas. Los datos de este módulo tratarán de explorar estas estructuras y su posible relación con la estructura y la evolución de los huracanes.
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Investigación en coordinación con las operaciones Experimento de pequeños vehículos aéreos no tripulados (RICO SUAVE)
Investigadores
Joseph Cione, Jun Zhang, George Bryan (NCAR), Ron Dobosy (NOAA/ARLret), Altug Aksoy, Frank Marks, Kelly Ryan, Brittany Dahl, Josh Wadler, Xiaomin Chen, Josh Alland (NCAR), Rosimar Rios-Berrios (NCAR), Gijs deBoer (NOAA/PSL), Evan Kalina (NOAA/DTC), Don Lenschow (NCAR), Chris Rozoff (NCAR), Eric Hendricks (NCAR), Falko Judt (NCAR), Jonathan Vigh (NCAR)
Descripción de la ciencia
Este experimento utiliza pequeños drones, en lugar de aviones con tripulación, para tomar muestras de las regiones más bajas y peligrosas del ciclón tropical. Se cree que las observaciones realizadas desde estas plataformas únicas mejorarán la comprensión básica y el conocimiento de la situación por parte de los pronosticadores. Los análisis detallados de los datos recogidos por estos pequeños drones también tienen el potencial de mejorar la física de los modelos informáticos que predicen los cambios en la intensidad de las tormentas.
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Validación del viento y el oleaje en superficie
Investigadores
Heather Holbach, Ivan PopStefanija (ProSensing Inc.), Tony Wimmers (UWSSEC), Jim Doyle (NRL), Sue Chen (NRL), James Cummings (NRL) y Ralph Foster (UWAPL)
Descripción de la ciencia
Este módulo recogerá datos en huracanes maduros para seguir mejorando las estimaciones de la velocidad del viento en superficie y de la tasa de lluvia a partir del Radiómetro de Microondas de Frecuencia Escalonada (SFMR) y ayudar al desarrollo de productos de viento en superficie a partir de satélites de radar de apertura sintética (SAR). También verificará las observaciones del oleaje de superficie e identificará la extensión de las olas de 8 pies de altura significativa. La mejora de las mediciones del SFMR y el conocimiento del campo de olas de superficie tienen numerosas implicaciones para los esfuerzos de previsión e investigación, como proporcionar observaciones más precisas para estimar la intensidad y el tamaño de los ciclones tropicales (TC) junto con la mejora de las estimaciones de los riesgos marinos y las comparaciones para las observaciones por satélite. Estas mejoras permiten proporcionar a los gestores de emergencias y al público en general mejores avisos y alertas sobre los posibles impactos de un CT y conducen a resultados de investigación más precisos.
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Ciclo diurno de los ciclones tropicales
Investigadores
Jason Dunion (Co-PI), Morgan O'Neill, (Co-PI, Stanford Univ.), Daniel Chavas (Purdue Univ.), y Allison Wing (Florida State University), Dave Raymond (New Mexico Tech), Zeljka Fuchs-Stone (New Mexico Tech)
Descripción de la ciencia
Este experimento pretende recoger observaciones que mejoren la comprensión de cómo las fluctuaciones diurnas y nocturnas de la radiación afectan a la intensidad y la estructura de los huracanes. Uno de los componentes de estas oscilaciones es un fenómeno denominado ciclo diurno de los ciclones tropicales, en el que se observa que los campos de nubes de las tormentas se expanden y se contraen cada día. Estas expansiones diarias están asociadas a un pulso de tormentas y lluvias que se alejan cientos de kilómetros del centro de la tormenta y que se observarán mediante observaciones aéreas.
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Etapa final
Ciclones tropicales en tierra
Investigadores
John Kaplan, Peter Dodge, Ghassan Alaka, Heather Holbach, Jun Zhang, Frank Marks, Michael Biggerstaff (Universidad de Oklahoma), John Schroeder (Universidad Tecnológica de Texas), Forrest Masters (Universidad de Florida), Kevin Knupp (Universidad de Alabama en Huntsville), David Nolan (Universidad de Miami)
Descripción de la ciencia
Los ciclones tropicales (TC) que tocan tierra pueden producir una variedad de fenómenos meteorológicos de alto impacto sobre la tierra, incluyendo tornados y vientos dañinos (particularmente ráfagas) para los que existe una guía de previsión objetiva limitada. Por lo tanto, nuestro experimento pretende utilizar aviones P-3 e instrumentos de equipos de investigación móviles con base en tierra para recoger datos en TCs que tocan tierra para mejorar tanto nuestra comprensión como la capacidad de predecir tales fenómenos peligrosos que a menudo están asociados con estos sistemas que tocan tierra.
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Observación de los océanos
Estudio de los océanos
Investigadores
Jun Zhang (PI), Joseph Cione, Nick Shay (RSMAS), Benjamin Jaimes (RSMAS), Joshua Wadler, Sue Chen (NRL), James Doyle (NRL), James Cummings (NRL), Johna Rudzin (NRL), Yi Jin (NRL), Elizabeth Sanabia (USNA), Luca Centurioni (SIO), Theresa Paluszkiewicz, (OOC, LLC), Steven Jayne (WHOI), Rick Lumpkin, Gustavo Goni, Gregory Foltz, Francis Bringas, Matthieu Le Hénaff y Lew Gramer
Descripción de la ciencia
La representación física de cómo interactúan la atmósfera y el océano en los modelos de previsión de ciclones tropicales (CT) no se ha evaluado con gran detalle. Las mediciones casi simultáneas del océano y la atmósfera justo por encima de la superficie del océano, los intercambios de energía que se producen entre ellos y cómo cambian con el tiempo proporcionarán una oportunidad única para evaluar lo bien que los modelos representan estas regiones más bajas de las tormentas. Las observaciones que se recojan deberían ayudar a mejorar la forma en que los modelos de previsión representan las interacciones entre el océano y la atmósfera en los huracanes.
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Observaciones oceánicas sostenidas y específicas
Investigadores
Cheyenne Stienbarger (NOAA GOMO), Emily A. Smith (NOAA GOMO), Gustavo Goni (NOAA AOML), Scott Glenn (Rutgers University), Travis Miles (Rutgers University), Frank Marks (NOAA AOML), Jun Zhang (NOAA AOML), Joe Cione (NOAA AOML), Luca Centurioni (Scripps Institute of Oceanography), Rick Lumpkin (NOAA AOML), Terri Paluszkiewicz (Global Drifter Program), Sidney Thurston (NOAA GOMO), Andy Chiodi (NOAA PMEL), Chidong Zhang (NOAA PMEL), Dongxiao Zhang (NOAA PMEL), Chris Meinig (NOAA PMEL), Greg Foltz (NOAA AOML), Steve Jayne (WHOI), Joaquín Trinanes (NOAA AOML y NESDIS CoastWatch), Hyun-Sook Kim (NOAA AOML), Juilio Morell (CARICOOS), Patricia Chardon (UPRM), Robert Todd (WHOI), Patricia Chardon (UPRM), Catherine Edwards (SECORA), Andrew Chiodi (NOAA PMEL), Dawn Petraitis (NOAA NDBC), Avichal Mehra (NOAA EMC), Kathleen Bailey (NOAA IOOS), Kerri Whilden (TAMU), Kevin Martin (USM), Francis Bringas (NOAA AOML), Ulises Rivero (NOAA AOML), Grant Rawson (NOAA AOML), CAPT Elizabeth Sanabia, (NRL)
Descripción de la ciencia
El objetivo de este módulo es proporcionar observaciones oceánicas para mejorar la representación del componente oceánico en los modelos de previsión de huracanes. Las observaciones oceánicas se proporcionarán en modo sostenido, cuando se centren en la vigilancia sostenida de propiedades o características específicas de la masa de agua oceánica (por ejemplo, corrientes oceánicas, giros, contenido de calor oceánico global) y en modo dirigido, cuando se dediquen a evaluar características que se sabe que están relacionadas con los cambios de intensidad de los huracanes.
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Validación de satélites
ADM-Aeolus
Investigadores
Lisa Bucci (Co-PI), Jason Dunion (Co-PI), Lidia Cucurull (Co-PI), Mike Hardesty (Co-PI, Univ. de Colorado - NOAA/CIRES), Ralph Foster (Univ. de Washington)
Descripción de la ciencia
Este experimento pretende utilizar las observaciones aéreas para validar las mediciones por satélite de los vientos en el entorno de los ciclones tropicales. Para ello, se coordinarán los aviones P-3 y G-IV de la NOAA con los sobrepasos del satélite ADM-Aeolus.
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NESDIS JPSS
Investigadores
Jason Dunion (Co-PI), Jon Zawislak (Co-PI), Rebekah Esmaili (Co-PI, STC), Chris Barnet (Co-PI, NESDIS/JPSS-NASA), Michael Folmer (Co-PI, NWS/OPC), Nadia Smith (Co-PI, STC), Tony Wimmers (UW/CIMSS)
Descripción de la ciencia
Este experimento pretende utilizar las observaciones de los aviones para validar las mediciones por satélite de la temperatura y la humedad en una variedad de entornos que pueden afectar a la intensidad y la estructura de los ciclones tropicales. Para ello se coordinará el avión GIV de la NOAA para que vuele por debajo de los satélites NOAA-20 y Suomi-NPP cuando pasen por encima.
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NASA TROPICS Pathfinder
Investigadores
Brittany Dahl (co-PI), Jason Dunion (co-PI), Rob Rogers (co-PI), Jon Zawislak (co-PI), Kelly Ryan, William Blackwell (MIT, Lincoln Laboratory)
Descripción de la ciencia
Este experimento está diseñado para calibrar y validar las mediciones de temperatura, humedad y precipitación obtenidas por el nuevo satélite TROPICS Pathfinder. Estos perfiles se compararán con las observaciones de los aviones P-3 y G-IV de la NOAA, cuyos patrones de vuelo se coordinarán en el espacio y el tiempo con los sobrepasos del satélite.
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Mapas de vuelo operativos
El mapa de vuelo operativo del avión P-3
Bases de operaciones y rangos primarios del Atlántico (suponiendo un tiempo de permanencia de ~2 horas) para el P-3.
El mapa de vuelo operativo del avión G-IV
Bases de operaciones y rangos del Atlántico primario (suponiendo un tiempo de permanencia de ~2 horas) para el G-IV.
Patrones de vuelo
Figura 4 girada: P-3 y G-IV
- Duración del patrón: ~ 5 h (P-3), ~ 2 h 55 min (G-IV)
- Longitud de los tramos: 195 km (105 n mi)
- Sondas: centros, puntos medios y puntos de giro de cada tramo [20 sondas en total]
Apéndices
Información sobre el avión
