Observação de ciclones tropicais - Tropical cyclone observation

Mapa meteorológico de superfície do furacão do Dia do Trabalho de 1935 subindo pela costa oeste da Flórida

A observação de ciclones tropicais foi realizada nos últimos dois séculos de várias maneiras. A passagem de tufões, furacões, bem como outros ciclones tropicais foram detectados boca a boca de marinheiros recentemente chegando ao porto ou por transmissões de rádio de navios no mar, de depósitos de sedimentos em estuários próximos à costa, até a destruição de cidades próximas o litoral. Desde a Segunda Guerra Mundial , os avanços na tecnologia incluem o uso de aviões para pesquisar as bacias oceânicas, satélites para monitorar os oceanos do mundo a partir do espaço usando uma variedade de métodos, radares para monitorar seu progresso perto da costa e, recentemente, a introdução de veículos aéreos não tripulados para penetrar nas tempestades. Estudos recentes têm se concentrado em estudar os impactos de furacões dentro de rochas ou perto de sedimentos de lagos costeiros, que são ramos de um novo campo conhecido como paleotempestologia . Este artigo detalha os vários métodos empregados na criação do banco de dados de furacões, bem como as reconstruções necessárias para a reanálise de tempestades anteriores usadas em projetos como a reanálise do furacão no Atlântico .

Marcadores geológicos de atividades anteriores

Estalagmites em cavernas

Estudos recentes dos isótopos 18 O e 13 C encontrados em estalagmites em Belize mostram que eventos de ciclones tropicais podem deixar marcadores que podem ser separados semana a semana. A taxa de erro deste tipo de microanálise foi de 1 erro em 1.200 pontos de amostragem.

Marcadores em coral

As rochas contêm certos isótopos de elementos, conhecidos como traçadores naturais, que descrevem as condições em que se formaram. Ao estudar o carbonato de cálcio nas rochas de coral, a temperatura da superfície do mar e informações sobre furacões podem ser reveladas. Isótopos de oxigênio mais leves ( 16 O) são deixados para trás no coral durante os períodos de chuvas muito fortes. Visto que os furacões são a principal fonte de chuvas extremas nos oceanos tropicais, os eventos passados ​​de furacões podem ser datados dos dias de seu impacto no coral, observando-se o aumento da concentração de 18 O dentro do coral.

Deposição de sedimentos em lagos costeiros

Kam Biu-Liu, professor da Louisiana State University , estuda sedimentos no fundo de lagos e pântanos costeiros para estudar a frequência e a intensidade dos furacões nos últimos 5.000 anos. Como as ondas de tempestade varrem as areias costeiras com elas à medida que avançam para o interior, uma camada de areia é deixada para trás em lagos e pântanos costeiros. A datação por radiocarbono é então usada para datar as camadas.

Jornais

Antes da invenção do telégrafo, no início a meados do século 19, as notícias eram tão rápidas quanto o mais rápido cavalo, palco ou navio. Normalmente, não havia nenhum aviso prévio do impacto de um ciclone tropical. No entanto, a situação mudou no século 19, quando marinheiros e pesquisadores terrestres, como o Padre Viñes em Cuba , criaram métodos sistemáticos de leitura da aparência do céu ou do estado do mar, que poderiam prever a aproximação de um ciclone tropical até um alguns dias de antecedência.

Na China , a abundância de registros documentais históricos na forma de Fang Zhi (diários locais semi-oficiais) oferece uma oportunidade extraordinária para fornecer um conjunto de dados históricos de alta resolução para a frequência de ataques de tufão. Kam-biu Liu et al. (2001) reconstruiu uma série de mil anos de tufões na província de Guangdong, no sul da China, desde 975 DC e descobriu que em uma escala de tempo decadal, o intervalo de vinte anos de 1660 a 1680 DC é o período mais ativo registrado, com vinte e oito a trinta e sete ocorrências de tufões por década. A variabilidade na queda de tufões em Guangdong imita a observada em outros proxies paleoclimáticos (por exemplo, anéis de árvores, núcleos de gelo) da China e do hemisfério norte. Notavelmente, os dois períodos de ataques de tufão mais frequentes em Guangdong (1660-1680 DC, 1850-1880) coincidem com dois dos períodos mais frios e secos no norte e centro da China durante a Pequena Idade do Gelo .

Observações de superfície

Mapas das temporadas de furacões no Atlântico de 1933 e 2005, duas das temporadas mais ativas já registradas. 28 tempestades se formaram em 2005, das quais 17 atingiram a costa, enquanto 19 de 21 tempestades detectadas formadas em 1933 atingiram a costa. Observe que nenhum furacão foi detectado no meio do Atlântico em 1933.

Relatórios de embarque

Durante séculos, as pessoas navegaram pelos oceanos e mares do mundo e, durante o mesmo tempo, encontraram tempestades. O pior dos ciclones em mar aberto provavelmente levou aqueles que os observaram para as profundezas dos oceanos. No entanto, alguns sobreviveram para relatar histórias angustiantes. Antes da invenção do telégrafo sem fio em 1905, relatos sobre tempestades no mar ou coincidiam com sua chegada à costa quando os navios embarcaram no porto, ou vieram semanas e meses depois de portos remotos de escala. Os relatórios de navios e boias, disponíveis desde a década de 1970, são usados ​​em tempo real não apenas para medições de temperatura, pressão e vento, mas também para medições de temperatura da superfície do mar e altura das ondas.

Relatórios de vento de navios no mar têm se tornado cada vez mais baseados em anemômetros, e menos na Escala de Beaufort . Isso é importante notar, pois a escala de Beaufort subestima os ventos em velocidades de vento mais altas, indicando que as observações do vento em navios feitas para tempestades mais antigas provavelmente não representarão seu verdadeiro valor.

Como Christopher Landsea et al. apontam, muitos ciclones tropicais que se formaram em mar aberto e não afetaram nenhuma costa geralmente passaram despercebidos antes da observação por satélite desde os anos 1970. Eles estimaram uma tendência de subcontagem de zero a seis ciclones tropicais por ano entre 1851 e 1885 e de zero a quatro por ano entre 1886 e 1910. Essas subcontagens levam em consideração o tamanho típico dos ciclones tropicais, a densidade das rotas marítimas sobre a bacia do Atlântico , e a quantidade de linha costeira povoada.

Observações terrestres

No início do século 20, a previsão da trajetória de ciclones ainda estava confinada às áreas de maiores quedas de pressão na superfície , com base em observações meteorológicas de superfície e climatologia. Esses métodos provaram ser a vanguarda da previsão de ciclones tropicais até meados do século XX. As observações da superfície terrestre permanecem inestimáveis ​​como fonte de informações em tempo real em locais próximos à costa e no interior. Combinados com observações de navios e jornais, eles formaram a rede total de informações para detecção de furacões até que as radiossondas foram introduzidas em 1941 e as aeronaves de reconhecimento começaram em 1944. Observações terrestres de pressão e vento podem mostrar a rapidez com que um ciclone tropical está decaindo enquanto se move para o interior . Seus relatórios de precipitação mostram onde está ocorrendo uma precipitação significativa e podem ser um alerta para possíveis inundações. Com o estabelecimento da rede ASOS nos Estados Unidos durante a década de 1990, mais locais estão reportando 24 horas por dia do que nunca.

Plataformas móveis

Desde a década de 1990, pesquisadores acadêmicos começaram a implantar estações meteorológicas móveis fortificadas para resistir a ventos com força de furacão. Os dois maiores programas são o Florida Coastal Monitoring Program e o Wind Engineering Mobile Instrumented Tower Experiment. Durante o desembarque, a NOAA Hurricane Research Division compara e verifica dados de aeronaves de reconhecimento, incluindo dados de velocidade do vento obtidos em nível de voo e de GPS dropwindsondes e radiômetros de microondas de frequência escalonada, para dados de velocidade do vento transmitidos em tempo real de estações meteorológicas erguidas perto ou em a costa. O National Hurricane Center usa os dados para avaliar as condições do landfall e verificar as previsões.

Observações do ar superior

Avião de reconhecimento

A ideia de reconhecimento de aeronaves de ciclones tropicais foi apresentada pelo capitão WL Farnsworth, da Associação Comercial de Galveston, no início dos anos 1930. Apoiado pelo United States Weather Bureau , ele foi aprovado no Senado e na Câmara dos Representantes dos Estados Unidos em 1936. Desde 1944, as aeronaves voam para o mar em busca de ciclones tropicais. Antes da cobertura normal por satélite, este era um caso de tentativa ou erro. Depois disso, os voos de aeronaves em sistemas tropicais tornaram-se mais direcionados e precisos. Hoje em dia, um C-130 é usado como caçador de furacões pela Força Aérea, enquanto o P-3 Orion é usado pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional para projetos de pesquisa usados ​​para entender melhor os ciclones tropicais e melhorar as previsões de furacões. A implementação de missões de observação sinóptica por um jato da Gulfstream, em que sondas dropwind são usadas para investigar o ambiente de um ciclone tropical, levou a uma redução de 15-20 por cento nos erros de previsão de pista onde tais missões estavam presentes.

As aeronaves históricas usadas para rastreamento de tempo e furacão incluem:

No Canadá , o Convair 580 é usado pelo National Research Council para rastrear furacões.

Veículos aéreos não tripulados

A era da aerossonda começou em 1998, quando o Australian Bureau of Meteorology voou uma aerossonda no ciclone tropical Tiffany. Em 2005, o furacão Ophelia se tornou o primeiro ciclone tropical do Atlântico onde um veículo aéreo não tripulado, conhecido como aerossonda, foi usado como missão para um ciclone tropical . O primeiro tufão foi penetrado por uma aerossonda em 2005 também. Ao contrário dos voos normais de reconhecimento, a aerossonda permaneceu perto da superfície após um voo de 10 horas dentro do ciclone tropical.

Sensoriamento remoto

Radar

Imagem de radar do furacão Erika atingindo o nordeste do México

Durante a Segunda Guerra Mundial , a tecnologia de radar foi desenvolvida para detectar aeronaves. Logo ficou claro que grandes áreas ficaram obscurecidas quando o clima significativo estava na área. Em 1957, o Serviço Meteorológico Nacional estabeleceu a primeira rede de radar dos Estados Unidos para cobrir a costa e atuar como o primeiro aviso de um ciclone tropical iminente. Atualizado na década de 1990 para usar a tecnologia doppler, o radar pode fornecer estimativas de chuva, estimativas de vento, possíveis localizações de tornados dentro das bandas espirais de um sistema, bem como a localização central de um ciclone tropical. Os Estados Unidos operam com uma rede de 158 Radares Doppler em todo o país.

Satélite

Começando com o lançamento do TIROS-I em abril de 1960, os satélites têm sido usados ​​para procurar ciclones tropicais. A técnica Dvorak foi desenvolvida a partir das primeiras imagens de satélite de ciclones tropicais para determinar em tempo real a força de um ciclone tropical a partir de características vistas em imagens de satélite. Na maioria das bacias de ciclones tropicais, o uso da técnica Dvorak baseada em satélite é o principal método usado para determinar os ventos máximos sustentados de um ciclone tropical. A extensão das faixas e a diferença de temperatura entre o olho e a parede do olho são usadas na técnica para determinar o vento e a pressão sustentados máximos. Desde meados da década de 1990, as imagens de microondas têm sido capazes de determinar o centro de rotação quando esse centro é obscurecido por um nível médio a alto de nebulosidade. As temperaturas máximas das nuvens são usadas em tempo real para estimar as taxas de precipitação dentro do ciclone.

Imagens de satélite de tempestades tropicais selecionadas e número T associado usando a técnica Dvorak
Wilma-17-1315z-T30-discuss1500z.png Dennis-06-1445z-T40-Discussion1500z.png Jeanne-22-1945z-T50-Discussion2100z.png Emily-14-1915z-T60-Discussion15-0300z.png
Tempestade tropical Wilma em T3.0 Tempestade tropical Dennis em T4.0 Furacão Jeanne em T5.0 Furacão Emily em T6.0

Veja também

Referências