El pronóstico de lluvia de ciclones tropicales implica el uso de modelos científicos y otras herramientas para predecir la precipitación esperada en ciclones tropicales como huracanes y tifones. El conocimiento de la climatología de la lluvia de ciclones tropicales es útil para la determinación de un pronóstico de lluvia de ciclones tropicales. Más lluvia cae antes del centro del ciclón que en su estela. La lluvia más fuerte cae dentro de su denso cielo nublado central y pared del ojo . Los ciclones tropicales de movimiento lento, como el huracán Danny y el huracán Wilma , pueden dar lugar a las mayores cantidades de lluvia debido a fuertes lluvias prolongadas sobre una ubicación específica. Sin embargo, la cizalladura vertical del viento conduce a una disminución de las cantidades de lluvia, ya que la lluvia se favorece hacia abajo y ligeramente a la izquierda del centro y el lado hacia arriba queda desprovisto de lluvia. La presencia de colinas o montañas cerca de la costa, como es el caso en gran parte de México , Haití , República Dominicana , gran parte de América Central , Madagascar , Reunión , China y Japón actúan para magnificar las cantidades en su lado de barlovento debido al ascenso forzado que causa fuertes lluvias en las montañas. Un sistema fuerte que se desplaza por latitudes medias, como un frente frío , puede generar grandes cantidades de lluvia provenientes de sistemas tropicales, que se producen mucho antes de su centro. El movimiento de un ciclón tropical sobre aguas frías también limitará su potencial de lluvia. Una combinación de factores puede generar cantidades de lluvia excepcionalmente altas, como se observó durante el huracán Mitch en América Central . [1]
El uso de modelos de pronóstico puede ayudar a determinar la magnitud y el patrón de la lluvia esperada. Los modelos de climatología y persistencia, como r-CLIPER, pueden crear una línea base para la habilidad de pronóstico de lluvia de ciclones tropicales . Los modelos de pronóstico simplificados, como la técnica Kraft y las reglas de ocho y dieciséis pulgadas, pueden crear pronósticos de lluvia rápidos y simples, pero vienen con una variedad de suposiciones que pueden no ser ciertas, como suponer un movimiento de avance promedio, un tamaño de tormenta promedio y un conocimiento de la red de observación de lluvia hacia la que se está moviendo el ciclón tropical. El método de pronóstico de TRaP supone que la estructura de lluvia que tiene actualmente el ciclón tropical cambia poco durante las próximas 24 horas. El modelo de pronóstico global que muestra la mayor habilidad para predecir la lluvia relacionada con ciclones tropicales en los Estados Unidos es el IFS (Sistema de pronóstico integrado) del ECMWF. [2] [3]
Una mayor proporción de lluvia cae antes del centro (u ojo ) que después del paso del centro, y el porcentaje más alto cae en el cuadrante frontal derecho . Las tasas de lluvia más altas de un ciclón tropical pueden estar en el cuadrante posterior derecho dentro de una banda de entrada de entrenamiento (sin movimiento). [4] Se ha descubierto que la lluvia es más fuerte en su núcleo interno, dentro de un grado de latitud del centro, con cantidades menores más lejos del centro. La mayor parte de la lluvia en los huracanes se concentra dentro de su radio de vientos con fuerza de vendaval . [5] Los ciclones tropicales más grandes tienen escudos de lluvia más grandes, lo que puede dar lugar a mayores cantidades de lluvia más lejos del centro del ciclón. [5] Las tormentas que se han movido lentamente, o en bucle, dan lugar a las mayores cantidades de lluvia. Riehl calculó que se pueden esperar 33,97 pulgadas (863 mm) de lluvia por día dentro de medio grado, o 35 millas (56 km), del centro de un ciclón tropical maduro. [6] Muchos ciclones tropicales avanzan a una velocidad de 10 nudos, lo que limitaría la duración de esta lluvia excesiva a alrededor de un cuarto de día, lo que produciría alrededor de 8,50 pulgadas (216 mm) de lluvia. Esto sería así sobre el agua, dentro de las 100 millas (160 km) de la costa, [7] y fuera de las características topográficas. A medida que un ciclón se mueve más hacia el interior y se ve aislado de su fuente de calor y humedad (el océano), las cantidades de lluvia de los ciclones tropicales y sus restos disminuyen rápidamente. [8]
La cizalladura vertical del viento hace que el patrón de precipitaciones 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 sotavento de la izquierda. En otras palabras, la cizalladura del sudoeste hace que la mayor parte de las precipitaciones caigan al norte-noreste del centro. [9] Si la cizalladura del viento es lo suficientemente fuerte, la mayor parte de las precipitaciones se alejarán del centro dando lugar a lo que se conoce como un centro de circulación expuesto. Cuando esto ocurre, la magnitud potencial de las precipitaciones con el ciclón tropical se reducirá significativamente.
A medida que un ciclón tropical interactúa con una vaguada de nivel superior y el frente de superficie relacionado , se observa un área de precipitación norteña distintiva a lo largo del frente por delante del eje de la vaguada de nivel superior. Los frentes de superficie con cantidades de agua precipitable de 1,46 pulgadas (37 mm) o más y divergencia de nivel superior por encima del este de una vaguada de nivel superior pueden generar precipitaciones significativas. [10] Este tipo de interacción puede provocar la aparición de la lluvia más intensa cayendo a lo largo y a la izquierda de la trayectoria del ciclón tropical, con la precipitación extendiéndose a cientos de millas o kilómetros a sotavento del ciclón tropical. [11]
El aire húmedo que sube por las laderas de las colinas costeras y las cadenas montañosas puede provocar precipitaciones mucho más intensas que en la llanura costera. [12] Estas fuertes lluvias pueden provocar deslizamientos de tierra, que aún causan pérdidas significativas de vidas, como las observadas durante el huracán Mitch en América Central , donde perecieron varios miles de personas. [13]
La División de Investigación de Huracanes del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico creó el modelo r-CLIPER ( climatología y persistencia de la lluvia ) para que actúe como base para toda la verificación relacionada con la lluvia de ciclones tropicales . La teoría es que, si los modelos de pronóstico global no pueden superar las predicciones basadas en la climatología, entonces no hay habilidad en su uso. Existe una ventaja definitiva en usar la trayectoria de pronóstico con r-CLIPER porque podría ejecutarse 120 horas/5 días con la trayectoria de pronóstico de cualquier ciclón tropical a nivel mundial en un corto período de tiempo. [14] La variación de corto alcance que utiliza la persistencia es la técnica del Potencial de Lluvia Tropical ( TRaP ), que utiliza cantidades de lluvia derivadas de satélites de imágenes de microondas y extrapola la configuración de lluvia actual hacia adelante durante 24 horas a lo largo de la trayectoria de pronóstico actual. [15] El principal defecto de esta técnica es que supone un ciclón tropical en estado estable que sufre poco cambio estructural con el tiempo, por lo que solo se ejecuta hacia adelante durante 24 horas en el futuro. [16]
Los modelos informáticos se pueden utilizar para diagnosticar la magnitud de las precipitaciones de los ciclones tropicales. Dado que los modelos de pronóstico presentan su información en una cuadrícula, sólo dan una idea general de la cobertura superficial de las precipitaciones moderadas a fuertes. Ningún modelo de pronóstico actual funciona a una escala de cuadrícula lo suficientemente pequeña (1 km o menos) como para poder detectar los máximos absolutos medidos en los ciclones tropicales. De los modelos de pronóstico de los Estados Unidos , el modelo con mejor rendimiento para el pronóstico de las precipitaciones de los ciclones tropicales se conoce como GFS o Global Forecasting System . [ 17] Se ha demostrado que el modelo GFDL tiene un alto sesgo en relación con la magnitud de las lluvias centrales más intensas en los ciclones tropicales. [18] A partir de 2007, el 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 bajo sesgo con cantidades de lluvia más intensas en los ciclones tropicales. [20]
A finales de los años 1950, se creó esta regla empírica , desarrollada por RH Kraft. [21] Se observó a partir de las cantidades de lluvia (en unidades imperiales) informadas 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 sinópticas o de primer orden (con observaciones espaciadas aproximadamente a 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, que tiene en cuenta las temperaturas superficiales del mar más bajas observadas alrededor del Atlántico canadiense 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 se subestime el máximo absoluto. Otro problema es que no tiene en cuenta el tamaño del ciclón tropical ni la topografía.
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