Scientists at NOAA’s Atlantic Oceanographic & Meteorological Laboratory (AOML) and the University of Miami’s Cooperative Institute of Marine & Atmospheric Studies (CIMAS) examine the challenges of accurately predicting when a tropical cyclone will begin a quick and sudden increase in intensity (called rapid intensification or RI) in a new study published in Monthly Weather Review.
El documento analiza un grupo(ensemble) de previsiones de modelos informáticos durante un evento real de intensificación rápida para comprender mejor el proceso. Para predecir con exactitud el cambio de intensidad de los ciclones tropicales y cuándo puede comenzar la intensificación rápida, es fundamental que los modelos informáticos partan de la intensidad y la estructura correctas del ciclón tropical, de modo que se prediga adecuadamente la interacción de la tormenta con su entorno.
One important factor that controls how intense a tropical cyclone will get is the environmental vertical wind shear, or the difference in wind velocity between the top and bottom of the storm. High wind shear limits the ability of thunderstorms to organize around the center of the tropical cyclone and intensify the system like it can when the wind shear is low. When the wind shear is moderate, the tropical cyclone may intensify, sometimes rapidly, but may also weaken, making forecasting these systems very challenging.
“This project began as the last part of my PhD thesis back in 2018 at the University at Albany. Once I started working at AOML after graduate school, this study significantly benefited from new analyses performed in collaboration with my AOML co-authors, as we were able to perform a multifaceted examination of how vertical wind shear influences tropical cyclone intensity change.”– Michael Fischer, the study’s lead author and a CIMAS Assistant Scientist at NOAA AOML.
Para entender mejor por qué algunos ciclones tropicales experimentan una rápida intensificación en entornos de cizalladura del viento moderada y otros no, los investigadores analizaron un conjunto de 60 previsiones de modelos informáticos del huracán Gonzalo en 2014, que experimentó una rápida intensificación [Figura 1]. Dado que los científicos no pueden medir los valores precisos de temperatura, presión, humedad o velocidad del viento en todas partes, hicieron pequeños ajustes en la estructura inicial de Gonzalo y su entorno en cada miembro del conjunto que eran de la misma escala que la incertidumbre en las observaciones.
Para identificar por qué la dispersión en la intensidad prevista del huracán Gonzalo fue tan grande, el estudio se centró en dos grupos diferentes de simulaciones. Un grupo experimentó inmediatamente una rápida intensificación, por lo que Gonzalo siguió siendo muy intenso. Este grupo se denominó grupo "early-RI" (líneas rojas en la Figura 1). El segundo grupo se intensificó gradualmente al principio, antes de experimentar un breve periodo de debilitamiento debido al aire seco, y finalmente comenzó a experimentar una rápida intensificación. A este grupo se le denominó grupo "late-RI" (líneas azules en la Figura 1). A continuación, los investigadores compararon las características de los dos grupos de previsiones para saber a qué se debían las diferencias.
La diferencia clave entre los grupos early-RI y late-RI se remonta a las diferencias en la intensidad y estructura iniciales de Gonzalo. Al principio de las previsiones, las tormentas del grupo early-RI eran ligeramente más intensas y tenían vientos circulantes más alineados verticalmente que las tormentas del grupo late-RI. Estas diferencias aumentaron con el tiempo, dando lugar finalmente a previsiones significativamente diferentes.
A pesar de los recientes avances, los especialistas en huracanes tienen dificultades para predecir con exactitud los eventos de intensificación rápida. Este estudio demostró que las previsiones de conjunto son útiles para demostrar la gama de resultados potenciales de intensidad de los ciclones tropicales. Estas previsiones de conjunto también proporcionaron una valiosa visión de los procesos a través de los cuales la cizalladura del viento ambiental y el aire seco pueden interactuar con el ciclón tropical y modificar la intensidad de la tormenta.
This analysis was led by Michael Fischer (AOML/CIMAS), Paul Reasor (AOML), Brian H. Tang (SUNY-Albany), Kristen L. Corbosiero (SUNY-Albany), Ryan D. Torn (SUNY-Albany) and Xiaomin Chen (AOML/NGI). Visit the Hurricane Modeling and Prediction Program website to learn more about AOML’s efforts to improve the prediction of rapid intensification events.
Citation: Fischer, M.S., P.D. Reasor, B.H. Tang, K.L. Corbosiero, R.D. Torn, and X. Chen. A tale of two vortex evolutions: Using a high-resolution ensemble to assess the impacts of ventilation on a tropical cyclone rapid intensification event. Monthly Weather Review. https://doi.org/10.1175/MWR-D-22-0037.1
Adapted from https://www.aoml.noaa.gov/news/investigating-tropical-cyclone-intensity-change/. For more information, contact aoml.communications@noaa.gov.