Tropisk cyklon nederbördsklimatologi

En nederbördsklimatologi för tropisk cyklon har utvecklats för att bestämma nederbördsegenskaper hos tidigare tropiska cykloner. En tropisk cyklonregnklimatologi kan användas för att förutsäga nuvarande eller kommande tropiska cykloneffekter. Graden av en tropisk cyklonnederbörd beror på rörelsehastighet, stormstorlek och graden av vertikal vindskjuvning. Ett av de mest betydande hoten från tropiska cykloner är kraftiga regn. Stora, långsamma och oklippta tropiska cykloner producerar de tyngsta regnet. Intensiteten hos en tropisk cyklon verkar ha liten betydelse för dess potential för nederbörd över land, men satellitmätningar under de senaste åren visar att mer intensiva tropiska cykloner producerar märkbart mer nederbörd över vatten. Översvämningar från tropiska cykloner är fortfarande en betydande orsak till dödsfall, särskilt i låglänta områden.

Förutse en översvämningshändelse

Medan översvämningar i inlandet är vanligt för tropiska cykloner, finns det faktorer som leder till överdriven nederbörd från tropiska cykloner. Slow motion, som sågs under orkanen Danny (1997) och orkanen Wilma , kan leda till stora mängder nederbörd. Närvaron av berg/kullar nära kusten, som över stora delar av Mexiko , Haiti , Dominikanska republiken , Centralamerika , Madagaskar , Réunion , Kina och Japan verkar för att förstärka nederbördspotentialen på grund av påtvingat flöde i uppförsbackarna in i bergen. Stark forcering på övre nivån från ett tråg som rör sig genom Westerlies och dess tillhörande kallfront , som var fallet under orkanen Floyd , kan leda till höga mängder även från system som rör sig i en genomsnittlig framåtrörelse. Större tropiska cykloner faller mer nederbörd eftersom de faller ut på en plats under en längre tidsperiod än genomsnittet eller små tropiska cykloner. En kombination av två av dessa faktorer kan vara särskilt förlamande, vilket sågs under orkanen Mitch i Centralamerika . Under säsongen 2005 ledde översvämningar relaterade till den långsamma orkanen Stans breda cirkulation till 1 662–2 000 dödsfall.

Allmän fördelning inom en tropisk cyklon

Nederbördsfrekvens per dag inom radie från centrum (Riehl)
Radie (mi)	Radie (km)	Belopp (i)	Mängd (mm)
35	56	33,98	863
70	112	13.27	337
140	224	4,25	108
280	448	1.18	30

Isaac Cline var den första som undersökte regnfördelningen runt tropiska cykloner i början av 1900-talet. Han fann att en större andel av nederbörden faller före mitten (eller ögat) än efter mittens passage, med den högsta andelen som faller i den högra främre kvadranten. Fader Viñes från Kuba fann att vissa tropiska cykloner har sina högsta nederbördsfrekvenser i den bakre kvadranten inom ett träningsband (icke-rörligt). Normalt, när en tropisk cyklon intensifieras, blir dess kraftigare nederbördsmängder mer koncentrerade runt dess centrum. Nederbörden har funnits vara tyngst i den tropiska cyklonens inre kärna, oavsett om det är ögonväggen eller centralt mulet, inom en latitudgrad från mitten, med mindre mängder längre bort från mitten. Det mesta av nederbörden i tropiska cykloner är koncentrerad inom dess radie av stormvindar (34 knop/39 mph; 63 km/h). Nederbörd är vanligare nära centrum av tropiska cykloner över natten. Över land är de yttre banden mer aktiva under uppvärmningen av dagen, vilket kan verka för att begränsa inflödet till cyklonens mitt. Nyligen genomförda studier har visat att hälften av nederbörden i en tropisk cyklon är stratiform till sin natur. Diagrammet till höger utvecklades av Riehl 1954 med hjälp av meteorologiska ekvationer som antar en kulingradie på cirka 140 miles (230 km), en ganska symmetrisk cyklon, och tar inte hänsyn till topografiska effekter eller vertikal vindskjuvning. Lokala mängder kan överstiga detta diagram med en faktor två på grund av topografi. Vindskjuvning tenderar att minska mängderna under vad som visas i tabellen.

Förhållande till stormstorlek

De relativa storlekarna på Typhoon Tip , Cyclone Tracy och USA.

Större tropiska cykloner har större regnsköldar, vilket kan leda till högre nederbördsmängder längre bort från cyklonens centrum. Detta beror i allmänhet på att nederbörden under längre tidsperioder faller på någon plats i ett större system, jämfört med ett mindre system. En del av skillnaden som ses när det gäller nederbörd mellan större och små stormar kan vara den ökade provtagningen av nederbörd inom en större tropisk cyklon jämfört med en kompakt cyklon; med andra ord kan skillnaden vara resultatet av ett statistiskt problem.

Slow/looping motion på regnens storlek

Stormar som har rört sig långsamt, eller loopar, under en följd av dagar leder till de högsta nederbördsmängderna för flera länder. Riehl beräknade att 33,97 tum (863 mm) regn per dag kan förväntas inom en halv grad, eller 35 miles (56 km), från mitten av en mogen tropisk cyklon. Många tropiska cykloner går framåt i en rörelse framåt på 10 knop, vilket skulle begränsa varaktigheten av denna överdrivna nederbörd till cirka en fjärdedel av en dag, vilket skulle ge cirka 8,50 tum (216 mm) nederbörd. Detta skulle vara sant över vatten, inom 100 miles (160 km) från kusten, och utanför topografiska särdrag. När en cyklon rör sig längre in i landet och är avskuren från sin tillförsel av värme och fukt (havet), minskar nederbörden från tropiska cykloner och deras kvarlevor snabbt.

Vertikal vindskjuvningspåverkan på regnsköld

Vertikal vindskjuvning tvingar nederbördsmönstret runt en tropisk cyklon att bli mycket asymmetriskt, där det mesta av nederbörden faller till vänster och medvind om skjuvvektorn, eller nedskjuvning till vänster. Med andra ord tvingar sydvästlig skjuvning huvuddelen av nederbörden nordnordost om centrum. Om vindskjuvningen är tillräckligt stark kommer huvuddelen av nederbörden att flytta bort från centrum och leda till vad som kallas ett exponerat cirkulationscentrum. När detta inträffar kommer den potentiella mängden nederbörd med den tropiska cyklonen att minska avsevärt.

Effekt av interaktion med frontalgränser/tråg på övre nivå

När en tropisk cyklon interagerar med ett tråg på övre nivå och den relaterade ytfronten , ses ett distinkt nordligt nederbördsområde längs fronten framför axeln av tråget på övre nivån. Denna typ av interaktion kan leda till att det tyngsta regnet faller längs och till vänster om det tropiska cyklonspåret, med nederbörden som sträcker sig hundratals miles eller kilometer i vinden från den tropiska cyklonen. Ju starkare det övre tråget tar upp den tropiska cyklonen, desto mer betydande tenderar spårväxlingen till vänster att vara i nederbördsfördelningen.

Berg

Fuktig luft som tvingas uppför sluttningarna av kustnära kullar och bergskedjor kan leda till mycket kraftigare nederbörd än i kustslätten. Denna kraftiga nederbörd kan leda till jordskred, som fortfarande orsakar betydande förluster av människoliv, till exempel under orkanen Mitch i Centralamerika .

Global distribution

Global tropisk cyklonnederbörd 2005

Globalt sett är tropisk cyklonnederbörd vanligare över det norra halvklotet än över det södra halvklotet. Detta beror främst på den normala årliga tropiska cyklonfördelningen, eftersom mellan hälften och två tredjedelar av alla tropiska cykloner bildas norr om ekvatorn. Nederbörden är koncentrerad nära den 15:e breddgraden på båda halvklotet, med ett mindre brant fall sett med latitud över norra halvklotet, på grund av de starkare varma vattenströmmarna som ses på det halvklotet som gör att tropiska cykloner kan förbli tropiska i naturen på högre breddgrader än söder om ekvatorn. På södra halvklotet kommer nederbördspåverkan att vara vanligast mellan januari och mars, medan norr om ekvatorn är nederbördseffekter från tropiska cykloner vanligare mellan juni och november. Japan får över hälften av sin nederbörd från tyfoner.

Nederbördsstatistik för den tropiska cyklonen i USA

USA :s tropiska cyklonregnackumuleringar per tidsram

Mellan 1970 och 2004 orsakade översvämningar i inlandet en majoritet av de tropiska cyklonrelaterade dödsfallen i USA . Denna statistik ändrades 2005, när orkanen Katrina enbart påverkade den mest dödliga aspekten av tropiska cykloner tillbaka till stormflod , som historiskt sett har varit den mest dödliga aspekten av starka tropiska cykloner. I genomsnitt leder fem tropiska cykloner med minst tropisk depressionsstyrka till nederbörd över det sammanhängande USA årligen, vilket bidrar med cirka en fjärdedel av den årliga nederbörden till sydöstra USA. Medan många av dessa stormar bildas i Atlantbassängen, rör sig vissa system eller deras rester genom Mexiko från östra Stillahavsbassängen. Den genomsnittliga stormens totala nederbörd för en tropisk cyklon som drabbar de nedre 48 från Atlantbassängen är cirka 16 tum (410 mm), med 70–75 procent av den totala stormen som faller inom en 24-timmarsperiod. Den högsta punkten totalt sågs under orkanen Harvey 2017 , när 60,58 tum (1 539 mm ) föll i sydöstra Texas .

Se även

Tryckt media

Ivan Ray Tannehill. Orkaner. Princeton University Press: Princeton, 1942.
Herbert Riehl. Tropisk meteorologi. McGraw-Hill Book Company, Inc.: New York, 1954.
Terry Tucker. Akta dig för orkanen! Hamilton Press: Bermuda, 1966.

Relaterade externa länkar