أسلوب دفوراك

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة

الأنماط التطورية الشائعة التي تُلاحظ أثناء تطور الأعاصير المدارية، وشدتها المُحددة وفقًا لمنهجية دفوراك.

تُعدّ تقنية دفوراك (التي طوّرها فيرنون دفوراك بين عامي 1969 و1984 ) نظامًا شائع الاستخدام لتقدير شدة الأعاصير المدارية (بما في ذلك المنخفضات المدارية والعواصف المدارية والأعاصير الاستوائية/التيفونات/الأعاصير المدارية الشديدة) بالاعتماد فقط على صور الأقمار الصناعية المرئية والأشعة تحت الحمراء . ضمن تقدير قوة الأعاصير المدارية باستخدام تقنية دفوراك، توجد أنماط مرئية متعددة قد يتخذها الإعصار، والتي تحدد الحدين الأعلى والأدنى لشدته. وتشمل الأنماط الرئيسية المستخدمة: نمط النطاق المنحني (T1.0–T4.5)، ونمط القص (T1.5–T3.5)، ونمط الغيوم الكثيفة المركزية (CDO) (T2.5–T5.0)، ونمط الغطاء البارد المركزي (CCC)، ونمط عين الإعصار (T4.0–T4.5)، ونمط العين (T4.5–T8.0).

يعتمد كل من نمط السحب الكثيفة المركزية ونمط عين الإعصار على حجم السحب الكثيفة المركزية. تبدأ شدة نمط السحب الكثيفة المركزية من T2.5، وهو ما يعادل الحد الأدنى لشدة العاصفة الاستوائية (65  كم/ساعة، 40  ميل/ساعة). كما يُؤخذ شكل السحب الكثيفة المركزية في الاعتبار. يعتمد نمط عين الإعصار على برودة قمم السحب داخل كتلة العواصف الرعدية المحيطة، ويقارنها بدرجة الحرارة داخل العين نفسها. كلما زاد فرق درجة الحرارة، زادت قوة الإعصار الاستوائي. بمجرد تحديد النمط، تُحلل خصائص العاصفة (مثل طول وانحناء نطاقات السحب) للوصول إلى رقم T محدد. يشير نمط السحب الكثيفة المركزية إلى قلة التطور، على الرغم من برودة قمم السحب المرتبطة بهذه الخاصية سريعة التطور.

تصدر العديد من الوكالات أرقام شدة دفوراك للأعاصير المدارية وسلائفها، بما في ذلك فرع التحليل والتنبؤ المداري التابع للمركز الوطني للأعاصير (TAFB)، وفرع تحليل الأقمار الصناعية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ( NOAA ) / خدمة معلومات الأقمار الصناعية البحرية ( NESDIS )، ومركز الإنذار المشترك من الأعاصير التابع لقيادة الأرصاد الجوية وعلم المحيطات البحرية في بيرل هاربور ، هاواي .

تطور المنهج

لا تُشخّص تقنية دفوراك شدة الأعاصير بشكل صحيح بالنسبة لعواصف مثل العاصفة شبه الاستوائية أندريا، لأنها تنطبق فقط على الأعاصير المدارية.

بدأ تطوير هذه التقنية عام 1969 على يد فيرنون دفوراك، باستخدام صور الأقمار الصناعية للأعاصير المدارية في شمال غرب المحيط الهادئ. اعتمد النظام في بداياته على مطابقة أنماط خصائص السحب مع نموذج تطورها واضمحلالها. ومع تطور التقنية خلال سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، أصبح قياس خصائص السحب هو المعيار الأساسي لتحديد شدة الأعاصير المدارية والضغط المركزي لمنطقة الضغط المنخفض . أدى استخدام صور الأقمار الصناعية بالأشعة تحت الحمراء إلى تقييم أكثر موضوعية لقوة الأعاصير المدارية ذات العيون ، وذلك باستخدام درجات حرارة قمم السحب داخل جدار العين ومقارنتها بدرجات الحرارة الدافئة داخل العين نفسها. أما القيود المفروضة على تغيرات الشدة قصيرة المدى، فقد قلّ استخدامها مقارنةً بما كان عليه الحال في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي. تطلّبت الضغوط المركزية المنسوبة للأعاصير المدارية تعديلاً، إذ كانت التقديرات الأصلية أقل من اللازم بمقدار 5-10  هكتوباسكال (0.15-0.29 بوصة زئبقية) في المحيط الأطلسي، وأعلى من اللازم بمقدار يصل إلى 20 هكتوباسكال (0.59 بوصة زئبقية) في شمال غرب المحيط الهادئ. وقد أدّى ذلك إلى تطوير علاقة منفصلة بين الرياح والضغط الجوي في شمال غرب المحيط الهادئ، وضعها أتكينسون وهوليداي عام 1975، ثم عُدّلت عام 1977. [ 1 ]   

نظرًا لأن استخدام المحللين البشريين لهذه التقنية يؤدي إلى تحيزات ذاتية، بُذلت جهودٌ حثيثةٌ للوصول إلى تقديراتٍ أكثر موضوعية باستخدام برامج الحاسوب، مدعومةً بصور الأقمار الصناعية عالية الدقة وأجهزة حاسوب أكثر قوة. ولأن أنماط الأقمار الصناعية للأعاصير المدارية قد تتقلب بمرور الوقت، تستخدم التقنيات الآلية فترة متوسط ​​مدتها ست ساعات للوصول إلى تقديرات أكثر موثوقية لشدة الإعصار. بدأ تطوير تقنية دفوراك الموضوعية في عام 1998، والتي حققت أفضل أداء مع الأعاصير المدارية ذات العيون (بقوة إعصار أو تيفون). ومع ذلك، فقد تطلبت هذه التقنية تحديد المركز يدويًا، مما أبقى على قدرٍ من الذاتية في العملية. بحلول عام 2004، طُوّرت تقنية دفوراك موضوعية متقدمة تستخدم خصائص النطاقات للأنظمة التي تقل شدتها عن شدة الإعصار، وذلك لتحديد مركز الإعصار المداري بموضوعية. وفي عام 2004، تم الكشف عن تحيز في الضغط المركزي يتعلق بميل التروبوبوز ودرجات حرارة قمم السحب التي تتغير مع خط العرض، مما ساعد على تحسين تقديرات الضغط المركزي ضمن التقنية الموضوعية. [ 1 ]

تفاصيل الطريقة

رقم T الخاص بـ Dvorak والشدة المقابلة [ 2 ]
رقم Tرياح لمدة دقيقة واحدةالفئة ( SSHWS )الحد الأدنى للضغط (مليبار)
( عقدة )(ميل/ساعة)(كم/س)المحيط الأطلسيشمال غرب المحيط الهادئ
1.0 – 1.5252945أقل من TD--------
2.0303555تي دي10091000
2.5354065TS1005998
3.0455283TS1000991
3.55563102TS– الفئة 1994984
4.06575120الفئة 1987976
4.57789143الفئة 1 – الفئة 2979966
5.090104167الفئة 2 - الفئة 3970954
5.5102117189الفئة 3960941
6.0115132213الفئة 4948927
6.5127146235الفئة 4935915
7.0140161260الفئة 5921898
7.5155178287الفئة 5906879
8.0170196315الفئة 5890858
8.5 †185213343الفئة 5873841
ملاحظة: الضغوط الموضحة لحوض شمال غرب المحيط الهادئ أقل لأن ضغط الحوض ككل أقل نسبيًا من ضغط حوض المحيط الأطلسي. [ 3 ] † القيم من 8.1 إلى 8.5 مُخصصة فقط بواسطة أنظمة دفوراك المتقدمة الآلية التابعة لمركز CIMSS والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، ولا تُستخدم في التحليلات التقديرية. [ 4 ]
صور محسّنة بتقنية دفوراك لإعصار هايان عند درجة حرارة 8.0

في الأعاصير النامية، تستفيد هذه التقنية من حقيقة أن الأعاصير ذات الشدة المتقاربة تميل إلى امتلاك سمات مميزة، ومع ازدياد قوتها، تميل إلى تغيير مظهرها بطريقة يمكن التنبؤ بها. يتم تتبع بنية الإعصار المداري وتنظيمه على مدار 24  ساعة لتحديد ما إذا كانت العاصفة قد ضعفت، أو حافظت على شدتها، أو ازدادت قوة. تتم مقارنة سمات السحب المركزية المختلفة وخصائصها مع نماذج توضح أنماط العواصف النموذجية وشدتها المرتبطة بها. [ 5 ] إذا كانت صور الأقمار الصناعية بالأشعة تحت الحمراء متوفرة لإعصار ذي عين مرئية، فإن التقنية تستخدم الفرق بين درجة حرارة العين الدافئة وقمم السحب الباردة المحيطة بها لتحديد شدتها (تشير قمم السحب الباردة عمومًا إلى عاصفة أكثر شدة). في كل حالة، يتم تعيين "رقم T" (اختصار للرقم المداري) وقيمة شدة حالية (CI) للعاصفة. تتراوح هذه القياسات بين 1 (أدنى شدة) و8 (أقصى شدة). [ 3 ] يتساوى كل من رقم T وقيمة CI باستثناء العواصف الضعيفة، حيث تكون قيمة CI أعلى. [ 6 ] [ 7 ] بالنسبة للأنظمة الضعيفة، تُعتبر قيمة CI هي شدة الإعصار المداري لمدة 12  ساعة، على الرغم من أن أبحاث المركز الوطني للأعاصير تشير إلى أن ست ساعات هي المدة الأنسب. [ 8 ] يوضح الجدول على اليمين سرعة الرياح السطحية التقريبية وضغط مستوى سطح البحر المقابل لرقم T معين. [ 9 ] يقتصر مقدار التغير في قوة الإعصار المداري خلال فترة 24 ساعة على 2.5  رقم T في اليوم. [ 1 ]

أنواع الأنماط

في إطار تقدير قوة الأعاصير المدارية باستخدام بيانات الأقمار الصناعية من نوع دفوراك، توجد عدة أنماط مرئية قد يتخذها الإعصار، والتي تحدد الحدين الأعلى والأدنى لشدته. وتشمل الأنماط الرئيسية المستخدمة: نمط النطاق المنحني (T1.0-T4.5)، ونمط القص (T1.5-T3.5)، ونمط الغيوم الكثيفة المركزية (CDO) (T2.5-T5.0)، ونمط عين الإعصار (T4.0-T4.5)، ونمط العين (T4.5-T8.0)، ونمط الغطاء البارد المركزي (CCC). [ 10 ] يعتمد كل من نمط الغيوم الكثيفة المركزية ونمط العين المدمجة على حجم الغيوم الكثيفة المركزية. تبدأ شدة نمط الغيوم الكثيفة المركزية من T2.5، وهو ما يعادل الحد الأدنى لشدة العاصفة المدارية ( 64 كم/ساعة ). كما يُؤخذ شكل الغيوم الكثيفة المركزية في الاعتبار، فكلما توغل مركز الإعصار داخلها، زادت قوته. [ 11 ] قد تُحجب مراكز دوران الأعاصير المدارية التي تتراوح سرعة رياحها القصوى المستدامة بين 65 ميلاً في الساعة (105 كم/ساعة) و 100 ميل في الساعة (160 كم/ساعة) بسبب الغيوم الكثيفة التي تغطي مركزها، وذلك في صور الأقمار الصناعية المرئية والأشعة تحت الحمراء، مما يجعل تشخيص شدتها أمراً صعباً. [ 12 ]   

يشير نمط السحب الرقيقة الكثيفة (CCC)، بكتلته الكبيرة والمتطورة بسرعة من السحب الرقيقة الكثيفة التي تنتشر من منطقة الحمل الحراري بالقرب من مركز الإعصار المداري خلال فترة زمنية قصيرة، إلى قلة التطور. وعندما يتطور، تضعف أحزمة المطر وخطوط السحب المحيطة بالإعصار المداري، ويحجب غطاء السحب الكثيف مركز الدوران. ورغم أنه يشبه نمط السحب الرقيقة الكثيفة (CDO)، إلا أنه نادر الظهور. [ 10 ]

تعتمد آلية تحديد عين الإعصار على برودة قمم السحب داخل كتلة العواصف الرعدية المحيطة، وتقارنها بدرجة الحرارة داخل العين نفسها. وكلما زاد الفرق في درجة الحرارة، زادت قوة الإعصار المداري. [ 11 ] كما يمكن تقدير سرعة الرياح داخل الأعاصير المدارية من خلال تتبع خصائص منطقة التذبذب المداري باستخدام صور الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض ذات المسح السريع ، والتي تُلتقط صورها بفارق دقائق بدلاً من كل نصف ساعة. [ 13 ]

بمجرد تحديد النمط، يتم تحليل خصائص العاصفة (مثل طول وانحناء خصائص التخطيط) بشكل أكبر للوصول إلى رقم T معين. [ 14 ]

الاستخدام

تُصدر عدة وكالات أرقام شدة دفوراك للأعاصير المدارية وعواملها السابقة. وتشمل هذه الوكالات فرع التحليل والتنبؤ المداري التابع للمركز الوطني للأعاصير ، وفرع تحليل الأقمار الصناعية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، ومركز الإنذار المشترك للأعاصير التابع لمركز الأرصاد الجوية وعلم المحيطات البحري في المحيط الهادئ في بيرل هاربور ، هاواي . [ 9 ]

كثيراً ما يستشهد المركز الوطني للأعاصير بأرقام دفوراك T في تقاريره عن الأعاصير المدارية. المثال التالي مأخوذ من المناقشة رقم 3 للمنخفض المداري رقم 24 (الذي أصبح فيما بعد إعصار ويلما ) لموسم أعاصير الأطلسي لعام 2005 : [ 15 ]

قدم كل من مركز رصد العواصف TAFB ومركز رصد العواصف SAB تقديرًا لشدة العاصفة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية Dvorak، حيث بلغ T2.5/45 عقدة. ومع ذلك، غالبًا ما يتأخر حقل الرياح السطحي لأنظمة الضغط المنخفض الكبيرة والمتطورة، مثل هذا النظام، حوالي 12 ساعة عن إشارة القمر الصناعي. لذلك، تم رفع الشدة الأولية إلى 40 عقدة فقط. وصول الإعصار المداري (أورينغ) إلى اليابسة. 40 كم/ساعة

لاحظ أنه في هذه الحالة تم استخدام رقم Dvorak T (في هذه الحالة T2.5) كدليل فقط، ولكن عوامل أخرى حددت كيف قرر المركز الوطني للأعاصير تحديد شدة النظام.

طوّر المعهد التعاوني لدراسات الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية (CIMSS) في جامعة ويسكونسن-ماديسون تقنية دفوراك الموضوعية (ODT). وهي نسخة مُعدّلة من تقنية دفوراك، تستخدم خوارزميات حاسوبية بدلاً من التفسير البشري للوصول إلى قيمة مؤشر الحمل الحراري (CI). ولا تُطبّق هذه التقنية عادةً على المنخفضات المدارية أو العواصف المدارية الضعيفة. [ 9 ] ومن المتوقع أن تبدأ وكالة الأرصاد الجوية الصينية (CMA) باستخدام النسخة القياسية من دفوراك لعام 1984 في المستقبل القريب. وتُفضّل إدارة الأرصاد الجوية الهندية (IMD) استخدام صور الأقمار الصناعية المرئية على صور الأشعة تحت الحمراء، نظرًا لوجود تحيّز كبير في التقديرات المُستمدة من صور الأشعة تحت الحمراء خلال ساعات الصباح الباكر من ذروة الحمل الحراري. وتستخدم وكالة الأرصاد الجوية اليابانية (JMA) نسخة الأشعة تحت الحمراء من دفوراك بدلاً من نسخة الصور المرئية. ويستمر مرصد هونغ كونغ ووكالة الأرصاد الجوية اليابانية في استخدام دفوراك بعد وصول الإعصار المداري إلى اليابسة. تحافظ مراكز مختلفة على أقصى شدة للتيار لمدة تتراوح بين 6 و12  ساعة، على الرغم من أن هذه القاعدة تُخرق عندما يكون الضعف السريع واضحًا. [ 8 ]

استخدم موقع "مركز الأعاصير" (Cyclone Center)، وهو موقع علمي للمواطنين، نسخة معدلة من تقنية دفوراك لتصنيف الأحوال الجوية الاستوائية بعد عام 1970. وقد توقف المشروع وتمت أرشفته منذ ذلك الحين. [ 16 ]

المزايا والعيوب

تتمثل أهم فوائد استخدام هذه التقنية في أنها وفرت سجلاً أكثر شمولاً لشدة الأعاصير المدارية في المناطق التي لا يتوفر فيها الاستطلاع الجوي بشكل روتيني أو ممكن. وتقترب تقديرات شدة أقصى سرعة رياح مستدامة حاليًا من دقة القياسات التي ترصدها الطائرات في نصف الحالات، مع أن تحديد شدة الأنظمة التي تتراوح قوتها بين قوة العاصفة المدارية المتوسطة ( 97 كم / ساعة ) وقوة الإعصار أو التيفون الضعيفة ( 160 كم/ساعة) هو الأقل دقة. ولم تكن دقة هذه التقنية ثابتة دائمًا، إذ أدت التحسينات التي أُدخلت عليها إلى تغيرات في الشدة بين عامي 1972 و1977 تصل إلى 32 كم/ساعة . وتتميز هذه الطريقة باتساقها الداخلي، حيث إنها تحد من الزيادات أو النقصان السريع في شدة الأعاصير المدارية. تتذبذب قوة بعض الأعاصير المدارية بأكثر من الحد المسموح به وهو 2.5 درجة يوميًا وفقًا للقاعدة، مما قد يؤثر سلبًا على دقة هذه التقنية، وأدى إلى التخلي عن القيود في بعض الأحيان منذ ثمانينيات القرن الماضي. قد تُضعف هذه التقنية تقدير شدة الأعاصير ذات العيون الصغيرة القريبة من حافة صورة القمر الصناعي، وهو ما يمكن معالجته باستخدام صور الأقمار الصناعية ذات المدار القطبي . لا يمكن تحديد شدة الأعاصير شبه المدارية باستخدام معادلة دفوراك، مما أدى إلى تطوير تقنية هيبرت-بوتيت في عام 1975. أما الأعاصير التي تمر بمرحلة انتقالية خارج مدارية، وتفقد نشاطها الرعديّ، فتُقلل تقنية دفوراك من تقدير شدتها. وقد أدى ذلك إلى تطوير تقنية ميلر ولاندر للانتقال خارج المداري، والتي يمكن استخدامها في هذه الظروف. [ 1 ]     

انظر أيضاً

أدوات أخرى تُستخدم لتحديد شدة الأعاصير المدارية:

مراجع

  1. 1234Velden, Christopher; Bruce Harper; Frank Wells; John L. Beven II; Ray Zehr; Timothy Olander; Max Mayfield; Charles "Chip" Guard; Mark Lander; Roger Edson; Lixion Avila; Andrew Burton; Mike Turk; Akihiro Kikuchi; Adam Christian; Philippe Caroff & Paul McCrone (September 2006). "The Dvorak Tropical Cyclone Intensity Estimation Technique: A Satellite-Based Method That Has Endured For Over 30 Years"(PDF). Bulletin of the American Meteorological Society. 87 (9): 1195–1214. Bibcode:2006BAMS...87.1195V. doi:10.1175/bams-87-9-1195. S2CID 15193271. Retrieved 2012-09-26.
  2. ↑Satellite and Information Service Division (April 17, 2005). "Dvorak Current Intensity Chart". National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 2006-06-12.
  3. 12Landsea, Chris (2006). "Subject: H1) What is the Dvorak technique and how is it used?". Hurricane Research Division. Retrieved 2012-09-09.
  4. ↑Timothy L. Olander; Christopher S. Velden (February 2015). ADT – Advanced Dvorak Technique Users' Guide (McIDAS Version 8.2.1)(PDF). Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (Report). University of Wisconsin–Madison. p. 49. Retrieved October 29, 2015.
  5. ↑Naval Research Laboratory. "Tropical Cyclone Forecasters Reference Guide". United States Navy. Archived from the original on 2006-08-11. Retrieved 2006-05-29.
  6. ↑Leffler, J.W. "T-Number Curve Comparison between JTWC and JMA". Archived from the original on 2006-07-25.
  7. ↑National Oceanic and Atmospheric Administration Satellite and Information Service (2011-08-26). "The Dvorak Technique Explained". National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 2006-05-29.
  8. 1 2 بيرتون، أندرو؛ كريستوفر فيلدن (16 أبريل 2011). "وقائع ورشة العمل الدولية حول تحليل الأقمار الصناعية للأعاصير المدارية، التقرير رقم TCP-52" ( ملف PDF) . المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . الصفحات 3-4 . تاريخ الاسترجاع: 23 نوفمبر 2012 . 
  9. فيلدن ، كريستوفر؛ تيموثي ل. أولاندر وريموند م. زهر (مارس 1998). "تطوير مخطط موضوعي لتقدير شدة الأعاصير المدارية من صور الأشعة تحت الحمراء الرقمية الملتقطة بواسطة الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض" . الطقس والتنبؤات . 13 (1). جامعة ويسكونسن: 172-186 . Bibcode : 1998WtFor..13..172V . doi : 10.1175/1520-0434(1998)013 < 0172:DOAOST > 2.0.CO ; 2. S2CID 913230. تاريخ الاسترجاع : 9 سبتمبر 2012 . 
  10. 1 2 لاندر، مارك أ. (يناير 1999). "صور الشهر: إعصار استوائي ذو غطاء بارد مركزي هائل" . مراجعة الطقس الشهرية . 127 (1). الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية : 132-134 . Bibcode : 1999MWRv..127..132L . doi : 10.1175/1520-0493(1999)127 < 0132:atcwae > 2.0.co ; 2 .
  11. 1 2 دفوراك، فيرنون ف. (فبراير 1973). "تقنية لتحليل وتوقع شدة الأعاصير المدارية من صور الأقمار الصناعية". الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي : 5-8 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  12. ↑ ويمرز، أنتوني؛ كريستوفر فيلدن (2012). "تطورات في تحديد مركز الأعاصير المدارية الموضوعي باستخدام صور الأقمار الصناعية متعددة الأطياف" . الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . تم الاسترجاع في 12 أغسطس 2012 .
  13. ↑ روجرز، إدوارد؛ آر. سيسيل جينتري؛ ويليام شينك وفينسنت أوليفر (مايو 1979). "فوائد استخدام صور الأقمار الصناعية ذات الفترات الزمنية القصيرة لاستخلاص رياح الأعاصير المدارية" . مجلة الطقس الشهرية . 107 (5). الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية: 575-584 . Bibcode : 1979MWRv..107..575R . doi : 10.1175/1520-0493(1979)107 < 0575 :tbousi > 2.0.co ; 2. hdl : 2060/19790002501 .
  14. ↑ دي ماريا، مارك (1999-04-19). "تطبيق الأقمار الصناعية في التنبؤ بالطقس الاستوائي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2006-08-13 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2006-05-29 .
  15. ↑ ستيوارت، ستايسي (16 أكتوبر 2005). "مناقشة المركز الوطني للأعاصير رقم 3 حول المنخفض الاستوائي 24" . المركز الوطني للأعاصير . تاريخ الاسترجاع: 29 مايو 2006 .
  16. ↑ "مركز الأعاصير" . www.cyclonecenter.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-08-05 .
الوكالات التي تصدر تقديرات شدة دفوراك
آخر