Devlopman nan yon Scheme Objektif Estime Twopikal entansite Cyclone soti nan Digital jeostasyonèr simagri Infrared Satelit

Abstract

Yo nan yon tantativ elimine sa a subjectif, te gen yon algorithm òdinatè ki baze sou ki opere objektivman sou enfòmasyon dijital enfrawouj te devlope. Gen yon vèsyon orijinal la nan sa a algorithm (Enjenieri sitou pa otè a twazyèm) te siyifikativman modifye ak avanse genyen ladan yo chwazi "Dvorak règ ', kontrent adisyonèl ak yon pwojè moyenne tan. Sa a vèsyon modifye, Objektif Dvorak Technique a (od), se aplikab a siklòn twopikal ki gen rive twopikal siklòn oswa fòs siklòn.

Se pèfòmans nan od la evalye sou ka soti nan 1995 ak 1996 sezon sa yo siklòn Atlantik.Mezi rekonèsans avyon nan presyon sifas minimòm yo itilize valide estime yo satelit-ki baze sou. Analiz estatistik endike teknik la yo dwe konpetitif ak, ak nan kèk ka siperyè entansite a Dvorak ki baze sou estime pwodwi operasyonèlman pa analis satelit soti nan sant analiz twopikal. Pli lwen analiz revele sitiyasyon kote algorithm a bezwen amelyorasyon, ak direksyon pou rechèch nan lavni ak modifikasyon yo sijere.

1. Entwodiksyon

Estime entansite précis gen enpòtans pli ekstrèm pou konnen avètisman maren ak planifikasyon evakyasyon glisman teren ak pran desizyon-. Limit nan lwès nan Basen Atlantik la a se kounye a nan rejyon an sèlman nan benefisye de vòl avyon rekonesans woutin ki ka bay obsèvasyon an detay de entansite tè. Lès Atlantik la ak santral, osi byen ke lòt basen TC mondyal, yo dwe apiye sitou sou teknik satelit avèk estimasyon TC entansite.

Te teknik la satelit ki pi lajman-itilize devlope pa Dvorak (1975, 1984). Teknik sa a anplwaye rekonesans modèl imaj ak pwouve ki baze sou règ dériver yon estimasyon de entansite TC nan "T-nimewo". Sa a te paramèt devlope yo dwe reprezantan nan yon modèl senp nan evolisyon sa yo ki T-nimewo ogmantasyon koresponn ak chanjman tipik obsève nan entansite siklòn. Pouvwa T-nimewo a ap ajiste nan sèten sitiyasyon (tankou kapab afebli evènman.) Se poutèt sa, Dvorak defini CI (Kouran entansite) kantite a kòm valè final la ajiste ki se ki gen rapò ak kantite entansite konvansyonèl jan yo montre nan Tablo 1. Sa a te relasyon (valab pou Atlantik TC) estatistik-sòti nan yon echantiyon gwo nan ka lè mezi avyon rekonesans yo te disponib kòm verite tè. Gade Dvorak (1975, 1984) pou plis detay sou aplikasyon an metòd la.

Tablo 1. Anpirik relasyon ant CI la Dvorak (Kouran entansite) kantite, ak sifas maksimòm vitès van an (MWS) ak lanmè minimòm presyon nan nivo (MSLP) pou Atlantik twopikal siklòn (ki soti nan Dvorak 1995 ).

________________________________________________________________CI nimewo MWS (k) MSLP (hPa)1.0 25 ---- 1.5 25 ---- 2.0 30 1009 2.5 35 1005 3.0 45 1000 3.5 55 994 4.0 65 987 4.5 77 979 5.0 90 970 102 960 5.5 6.0 115 948 6.5 127 935 140 921 7.0 7.5 155 906 170 890 8.0 ________________________________________________________________ 

Nan sèten sitiyasyon, se yon koub amelyorasyon imaj itilize ak done yo IR ki izole nivo tanperati sekrè ak dériver yon T-nimewo sòti nan yon konbinezon de paramèt satelit-mezire: tanperati a nan nan sant tanpèt la (anjeneral yon je relativman cho) ak tanperati nan anviwònman an frèt nwaj konvèktif. Pandan ke sa a 'EIR' (Enhanced IR) varyasyon nan teknik la estanda pwodiksyon an estimasyon rezonab entansite nan pifò ka yo, jijman analis sou modèl oswa règ entèpretasyon ka detanzantan mennen nan dezakò ant sant diferan analiz twopikal estime tanpèt la menm.

Pou w sa elimine sa a subjectif, yon teknik piman objektif ap chache. Rès la nan atik sa a ap dekri ak evalye yon teknik ki te entwodwi pa Dvorak (1984) ak diskite pa Zehr (1989).Objektif Dvorak teknik la (od, jan li pral refere nan rès papye sa-a) itilize algoritm otomatik ki fonksyone òdinatè ki baze nan objektivman idantifye kalite modèl, kalkile je a / kouran konveksyon tanperati, aplike chwazi règ ak dériver estime entansite. Plizyè kontrent ak nouvo modifikasyon enpòtan yo te mete nan teknik orijinal la evalye yo Zehr (1989).

Estime od nan presyon minimòm nivo lanmè a (MSLP) yo te kalkile pou dis tanpèt pandan 1995 ak 1996 sezon sa yo Atlantik. Konparezon pèfòmans ant algoritm orijinal yo epi modifye yo se premye yo prezante. Mezi rekonèsans avyon nan presyon sifas minimòm yo te itilize kòm validation. Estime yo od modifye yo se Lè sa a, konpare ak estime simultane operasyonèl sòti nan metòd la estanda Dvorak nan twa sant endepandan analiz twopikal.Malgre lefèt ke Dvorak te devlope tou relasyon anpirik ak van maksimòm sifas (Tablo 1), se sèlman MSLP konsidere nan evalyasyon an prezante akòz ekivok nan rekonesans rapò nan van maksimòm, epi ensètitid nan presyon van-relasyon.

2. Objektif Dvorak teknik la (od)

Yon fwa a se kote sant chwazi a, vèsyon sa-a de baz yo resèt yo algorithm od ekstrè de tanperati ki soti nan done yo IR yo nan lòd yo jwenn yon estimasyon entansite (menm jan ak varyasyon nan EIR diskite pi bonè). Od Premye detèmine si tanpèt la te yon grenn je. Si se konsa, li itilize tanperati a pi cho pixel nan yon distans 40 kilomèt nan sant lan tanpèt chwazi (valè cho reprezante sifas oseyan oswa nwaj ki ba nan je a). Sa a se valè double klas kòm 'tanperati a nan je'. Metodoloji a pou detèmine si je se jistifyab nan ka sa yo nan ki se je a byen defini ak gwo ase yo dwe rezoud nan detèktè yo satelit. Kòm yo pral montre pita nan tèks la, lè yon grenn je pa prezante an klèman ap prezante tankou nan yon anviwònman taye lenn, metodoloji a ki pi piti a ka fè konfyans. Ka Yon kondisyon 'pa gen okenn je' ka idantifye pa od la pandan sitiyasyon nan yon nuaj Santral dans (Chak), nan ki tanperati yo tou pre sant tanpèt la yo se domine pa tèt nwaj frèt ak yon je cho se pa rezolu. Nan kondisyon sa yo, se valè a pixel la nan kote a-itilizatè defini sant tanpèt itilize kòm 'je' tanperati a.

Od la Lè sa a, analyse tanperati sou bag konsantrik (1 piksèl lajè) santre sou je a ant 24 km ak 136 km soti nan lokalite a nan je (sa a te ranje pwouve detèmine pa obsèvasyon anpil nan pi frèt reyon bag). Pou PASE done ak rezolisyon piksèl 4km, sa a rezilta yo nan yon total de 28 gwo bag ki analize detèmine 'ki antoure tanperati a'. Sa a se yon paramèt prokurasyon pou vigueur nan kouran konveksyon nan eyewall ki se asosye avèk entansite tanpèt. Se pi fò eyewall kouran konveksyon jeneralman asosye ak pi frèt tanperati nwaj-tèt. Anplis de sa, yon bag kontinyèl nan tanperati frèt antoure je a se pi plis indicative de yon tanpèt òganize (ak plis ankò entans) pase yon sèl ki gen repo nan kouran konveksyon la. Se poutèt sa, se tanperati a pi cho yo te jwenn sou chak bag ki idantifye ak estoke, ak pi frèt la nan sa yo double klas kòm valè final la tanperati ki antoure. Yon nòt ki enpòtan: pou kalkil bag, vèsyon orijinal la nan rpozisyon yo od sant tanpèt la nan kote ki gen tanperati a pi cho debaz nan evènman an se yon grenn je yo detèmine ki egziste. Vèsyon nan modifye (diskite pita nan seksyon sa a) pa replace sant tanpèt la, depi li te jwenn ke pouvwa analiz la ki vin apre nan jaden an tanperati ki antoure dwe enfliyanse pa mal sa a ajisteman nan kèk ka ('fo' je).

Apre idantifye je a ak tanperati ki antoure, debaz (orijinal) od la itilize yon tab gade-up (Dvorak 1995 ) nan estimasyon entansite la. Tablo sa a se ki baze sou statistik konparezon ak rapò avyon entansite ki gen rapò tanperati yo estime twopikal fòs siklòn an tèm de T-nimewo. Ogmante a T-nimewo (ak estime entansite) kòm tanperati a vin pi cho ak je tou kòm tanperati a pi frèt ki antoure vin. Sepandan, yo estime ki plis entansite pou sansib pou chanjman ki fèt nan tanperati a ki antoure pase tanperati a je nan pifò kondisyon.

Chwazi pwouve-detèmine kontrent yo enpoze sou kalkile final la nan estimasyon an, tankou bornan minimòm nan T-nimewo yo dwe pa gen okenn mwens pase 3.5, epi limite a entansite maksimòm ki pa Peye-je tanpèt (Chak modèl) nan yon T-la nimewo 5.0. [Etandone contrainte an premye, li se ensiste ke od la pa ta dwe itilize nan sistèm trè fèb twopikal.] Anplis de sa, ka sa yo ki te gen yon tanperati maksimòm je mwens (pi frèt) pase tanperati nan vwazinaj la (egzanp, yon anviwònman fòtman tondu) yo otomatikman mete nan yon T-nimewo a 4.5. Sa yo kontrent yo pa règ espesifik nan orijinal la woutin analiz Dvorak EIR, men yo enkòpore nan algorithm nan od nan valè byen apwoksimatif a entansite ki sòti ak metòd la analiz EIR.Lè yo fin fè desizyon ki gen valè nan T-nimewo, (nan aplikasyon sa a, se T-nimewo ak nimewo CI konsidere kòm egal), se TC entansite estime an tèm de MSLP soti nan Tablo 1.

Modifikasyon yo algorithm nan od orijinal te konsantre sou soulaje feblès ak sèten entegre règ chwazi nan konplo a estanda Dvorak. Chanjman nan pi gwo enplike nan metodoloji a sou kalkile nan T nimewo a-yo, ki nan vèsyon orijinal la te kontwole pa tab la gade-yo. Tablo sa a se ranplase ak yon entegrasyon (kode apwoksimasyon) nan orijinal règ yo EIR Dvorak pou modèl nwaj divès kalite ( Dvorak 1995 ). Se Detèminasyon nan modèl la nwaj fè objektivman lè nou ekzamine istogram supèrfisi nan tanperati tèt nwaj ak korespondan Analiz Fourier pou rejyon an je ak ki antoure rejyon nwaj (jan sa defini pi bonè). Ki baze sou analiz sa a, kat modèl sèn yo nan kategori: je, Santral nuaj dans, Sant Embedded, ak Shear.Se premye kantite T-la Lè sa a, ki baze sou kalite a modèl sèn ak tanperati ki antoure, ak tanperati a je itilize sèlman nan ajisteman an T nimewo a-nan sèten sitiyasyon ( Dvorak 1984).

Nan ka trè espesyal, se tanperati a ki antoure ranplase ak tanperati a nan bin nan istogram ki gen la pou maksimòm kantite ki antoure valè nwaj tanperati tèt. Se 'pik tanperati a istogram' sèlman itilize li si li depase yon papòt pwouve detèmine (-75C), tanperati a ki antoure depase-70C, ak kalite a modèl sèn se pa sa klasifye kòm yon Chak. Sa a se prezante modifikasyon yo nan lòd yo mete aksan ka sa yo ak yon je, yon kantite siyifikatif tanperati trè frèt nwaj ki antoure yo ki pa ase kaptire pa od debaz metodoloji a "bag" (ki chwazi piksèl la pi cho sou chak bag).

Pou egzanp, siklòn Opal yo te karakterize pa aparans nan tanperati trè frèt tèt nwaj (rijid kouran konveksyon) ki te trè Koehle ak yon faz rapid grandisan nan tanpèt la (ki dekri pi lwen nan seksyon 5). Sa yo nyaj trè frèt, pandan y ap yon karakteristik dominan, pa t 'nèt fòm yon bag simetrik alantou je a, epi yo te inyore Se poutèt sa pa metodoloji a tanperati bag ki antoure. Sa a te kontribye nan yon underestimation nan fòs siklòn lan pa algorithm nan od jan li rapidman approfondir (mank nan yon karakteristik je fò te faktè prensipal la, jan sa diskite nan seksyon 5). Ranplase tanperati a ki antoure ak rezilta yo pik tanperati istogram nan yon ogmantasyon de apeprè yon T-nimewo.

Nan dis tanpèt ka yo analize, karakteristik sa a 'anpil frèt nwaj' te ase inik nan Opal yo pou ke aplikasyon an jeneral nan règleman sa-a pa t 'nètman afekte rezilta yo nan nèf tanpèt yo ak lòt. Sa a Pouvwa siyati dwe yon endikatè a rapid grandisan asosye avèk yon sik kontraksyon je, men ka plis yo nesesè evalye sa a ipotèz.

Yon fwa yo mete inisyal T-nimewo a detèmine, se yon tan lineyè-filaplon konplo moyenne envoke. Pwa yo konplo aktyèl T-nimewo a ak moun ki soti nan 12 èdtan anvan yo. Sa a te entèval tan depi li te chwazi yo jwenn pi efektivman decourage anpil nan variation nan kout tèm obsève nan estime siksesif entansite od. Sitiyasyon Sispèk entansite rapid fluctuation (sètadi Opal yo) yo bay konsiderasyon espesyal. Se moyenne nan tan diskite plis nan seksyon 4.

Se tan-mwayenn T-nimewo a te itilize kòm valè nan final yo fè pou Tablo 1 sòf si gen tanpèt la ke yo te analize dènyèman sibi yon peryòd ranfòse siyifikatif e se kounye a febli. Si se kondisyon sa a te rankontre, yon apwoksimasyon analiz la EIR Dvorak "Etap 9" ( Dvorak 1984 ) se envoke, ki kenbe T-nimewo a konstan pou 12 h, Lè sa a, kenbe li yon sèl plen T-nimewo pi wo pase valè an tan-mwayenn. Sa a se valè Lè sa a, yo itilize pou estime a entansite final (Tablo 1), ak koresponn ak nimewo ki entansite Kouran (CI) nan metòd la estanda Dvorak. By entwodwi sa a modifikasyon nan algorithm nan od, patipri a ki fèb yo obsève ak od orijinal la se siyifikativman redwi (seksyon 5).

3. Tanpèt sant kote

Metòd an premye rezoud kote yo pa sant evalyasyon analis nan simagri IR, ki gen ladan itilize nan animasyon ak amelyorasyon dijital (tankou koub siklòn nan Dvorak "BD" regilyèman ap travay nan klasifikasyon TC). Sant tanpèt yo detèmine endepandan de enfòmasyon yo andeyò tankou rekonesans rapò oswa kote ranje operasyonèl yo. Metòd sa a bay réalisme senaryo a ke yo pral rankontre nan sant operasyonèl analiz twopikal ki pouvwa anplwaye algorithm nan od.

Metòd Dezyèm detèmine kote sant tanpèt sèlman nan rekonesans rapò avyon linear entèrpole soti nan fwa yo fè rapò yo ba fwa yo imaj. Metòd sa a bay estime konplètman endepandan de kote tanpèt pou rezon konparezon ak evalye efè yo nan analis sant-fixing sou algorithm nan od.

Rezilta yo nan sa a konparezon yo montre nan tablo 2. Li se ankouraje ke algorithm nan od an jeneral se relativman bra kwaze ak metòd la nan fikse sant. Diferans ki genyen nan patipri ak rasin kare kare vle di erè (RMSE) Statistik nan MSLP estime ki soti nan de metòd yo pa estatistik enpòtan (rapò avyon rekonesans nan MSLP yo te itilize kòm validation). Sepandan, yon egzamen nan ka chak moun fè revele yon ka kote kèk estime yo entansite od yo te miyò diferan. Bay tout otomatize od a, li ap chache yo devlope yon metòd objektif jwenn oswa chwazi sant lan tanpèt, ak sa a pral yon zòn nan rechèch nan lavni. Kote analis la-detèmine sant tanpèt yo te itilize nan rès la de etid sa a.

Tablo 2. Evalyasyon nan sansiblite de kote sant tanpèt la sou entansite a od (MSLP) estime.Nan sa a evalyasyon, se od orijinal la (anvan modifikasyon ki vin apre) travay la. Analis = analis estimasyon de sant tanpèt ki baze sou simagri satelit, ak Recon. = Santralizasyon ki baze sou entèrpole rekonesans rapò avyon. Bias ak RMSE Statistik (hPa) ki baze sou validation soti nan mezi rekonesans nan MSLP. Statistik yo reprezante 127 alimèt ak rapò avyon (nan lespas + / - menm yon ti moman) ak echantiyon an se omojèn pou de metòd yo.

________________________________________________________________ MSLP Estime Bias RMSE od - analis 6,84 15,42 od - Recon. 6.95 15,30 ________________________________________________________________
4. Moyenne Tan

Konparezon ant od orijinal la ak tan-mwayenn estime relatif yo rekonesans validation avyon yo montre nan tablo 3 (vèsyon an te enchanje nan od a yo itilize nan esperyans sa a). Kòm espere, zak yo tan-moyenne diminye variation a nan estime yo od anvan tout koreksyon, epi rezilta nan yon pi ba RMSE an jeneral. Statistik yo RMSE endike pèfòmans nan od se siperyè lè se 12-h moyenne tan travay la. Nan entèval tan ankò, pèfòmans kòmanse diminye kòm fluctuations entansite reyèl yo amortisman. Ki baze sou sa a rezilta, se 12-h moyenne yo itilize nan vèsyon an modifye nan od la.

Table 3. Konparezon kèk tan-moyenne sou pèfòmans de algorithm nan od orijinal yo. Rapò simultane avyon rekonesans nan MSLP yo itilize pou validation la. Bias ak RMSE yo nan hPa. Statistik yo baze sou yon echantiyon omojèn nan 55 ki gen ladan yo plizyè pandan rapid sik siklòn Opal yo nan grandisan.

________________________________________________________________ MSLP Estime Bias RMSE od - orijinal metòd 10,91 17,84 od - 6-hr Ave. 10,33 15,65 od - 12-hr Ave. 10,04 14,74 od - 24-hr Ave. 9,98 15,32 od - 12-hr filaplon Ave 10,24 15,14 ________________________________________________________________

Pandan ke moyenne la 12-h pwodiksyon an pi bon rezilta yo od an jeneral, lefèt ke fluctuations rapid nan entansite reyèl (sètadi, Opal yo) ap lis ak rezilta nan od a estime ke yo te "dèyè koub la" a se yon koz pou enkyetid. Pou rezon sa a, de modifikasyon siplemantè yo te ajoute. Premyèman, tan an moyenne pwa konplo aktyèl T-nimewo a nan yon degre pi gwo (linear) pase anvan yo estime plis pase entèval an 12-h (sètadi, se aktyèl T-nimewo a filaplon 12 fwa pi plis pase kantite T an-nan 12 èdtan avan an). Yo jan sa endike nan, 3 Table sa a rezilta modifikasyon nan yon antant ant tranpaj divèjans kout tèm obsèvasyon ak sa ki pèmèt plis obsèvasyon "libète" nan sitiyasyon lè reyèl fluctuations entansite rapid yo sispèk. Dezyèmman, si done yo montre tanperati satelit tèt trè frèt nwaj eyewall ak sijere yon rapid evènman grandisan pouvwa dwe sou pye (tankou diskite nan seksyon 2), konplo a moyenne orè nan yon 6-h vle di filaplon. Sa a te konplo yo teste nan siklòn Opal yo satisfè ak rezilta pandan peryòd la nan entansifye rapid (yo pa montre).

5. Evalyasyon nan pèfòmans nan od

a. Konparezon algorithm
Nan lòd evalye modifikasyon yo nan od la diskite pi wo a, orijinal (OODT) ak modifye (mod) vèsyon yo yo konpare. Bias ak RMSE nan estime yo entansite (MSLP) ki soti nan chak vèsyon yo kalkile pou ansanbl la nan ka sòti nan dis tanpèt yo. Simultane (nan youn èdtan) rekonesans rapò MSLP avyon yo te itilize kòm validation. Rezilta yo nan konparezon an yo bay nan tablo 4. Statistik ki nan tablo 4 gen ladan 349 alimèt ant chak vèsyon od (omojèn mete matche ak) ak rekonesans rapò simultane. Pèfòmans nan mod a montre yon rediksyon enpòtan nan patipri a ak RMSE sou vèsyon orijinal la. Ka amelyorasyon nan patipri a fèb dwe prensipalman atribiye a enkòporasyon an nan "Etap a 9" Dvorak ki kenbe T-nimewo a moute nan febli tanpèt. Ka rediksyon an nan RMSE a ap dirèkteman atribiye nan chanjman ki algoritm, epi tou konplo a tan-moyenne ki diminye anpil nan variation nan kout tèm.

Table 4. Konparezon nan objektif teknik Dvorak avèk estimasyon Atlantik TC entansite (MSLP). OODT se algorithm orijinal la, ak mod se vèsyon an modifye antan diskite nan tèks la. Konparezon la reprezante 349 alimèt lè yon estimasyon satelit se simultane (nan youn èdtan) ki gen yon rapò avyon rekonesans. Patipri a ak RMSE yo nan hPa, ak patipri a pozitif endike estime yo satelit yo pi fèb pase validation nan avyon rekonesans simultane.

________________________________________________________________ MSLP Estime Bias RMSE OODT 5.53 14.86 mod 0.31 8.31 ________________________________________________________________

Li se aparan ke modifikasyon yo nan od orijinal la gen kòm rezilta nan yon amelyorasyon enpòtan nan teknik la. Bay rezilta yo prezante anwo a, rès atik sa a pral konsantre sou pèfòmans de algorithm la modifye (apre sa, od pral reprezante vèsyon an modifye).

b. Pèfòmans jeneral
Li se enfòmatif Pou evalye pèfòmans nan od relatif yo nan sant yo operasyonèl analiz twopikal (TAC) entansite estime jwenn lè l sèvi avèk estanda Dvorak metòd la. CI valè ki sòti operasyonèlman te jwenn ak konvèti nan MSLP yo nan lòd yo bay yon konparezon done endepandan mete. Estime yo te jwenn nan twa TAC: Analiz la Twopikal ak Branch pwevwa (TAFB) ki chita nan Radyo Metewolojik NOAA / NCEP Center a Prediksyon Twopikal, Radyo Metewolojik NOAA / NESDIS Branch a Analiz Satelit (sab), ak US Air Force global Center a Lameteyo (AFGWC).

Konparezon dirèk ant od la modifye ak TAC-derive estime MSLP yo prezante nan tablo 5.Kòm anvan, yo patipri a ak RMSE kalkile pou ansanbl la nan ka sòti nan dis tanpèt, lè l sèvi avèk rekonesans rapò MSLP avyon tankou validation. Times ki gen yon estimasyon od ak omwen youn nan TAC estimasyon simultane (nan youn èdtan) ki gen yon rapò rekonesans yo se defini kòm alimèt ak itilize nan kalkil la Statistik yo montre nan Table 5. Nan kèk ka, plis pase yon sèl TAC estimasyon te disponib nan yon tan matche ak bay yo, nan ka sa a valè sa yo yo se mwayenn (si li diferan). Analiz la statistik gen ladan 346 alimèt total de dis tanpèt ka yo idantifye yo.

Table 5. Evalyasyon nan yon teknik satelit objektif avèk estimasyon Atlantik TC entansite (MSLP). Od se Objektif modifye Dvorak Technique a ak TAC se estime operasyonèl sant lan analiz twopikal nan ki baze sou metòd la estanda Dvorak. Valè a TAC reprezante tout rapò disponib nan TAC la twa idantifye nan tèks la. Konparezon la reprezante 346 alimèt lè yon estimasyon od epi omwen yon estimasyon TAC yo simultane (nan youn èdtan) ki gen yon rapò avyon rekonesans. Patipri a ak RMSE yo nan hPa, ak patipri a pozitif endike ke estime yo satelit yo pi fèb pase validation nan avyon rekonesans simultane.

________________________________________________________________ MSLP Estime Bias RMSE TAC (mwayèn) 5.91 10.61 od 0.33 8.34 ________________________________________________________________ 

Rezilta yo montre ke estime yo od yo se yon ti kras siperyè an mwayèn nan estime yo TAC nan MSLP an tèm de divèjans estimasyon (RMSE). Estime operasyonèl la yo gen tandans underestimate MSLP, ak od la se efikas nan siyifikativman diminye sa a patipri. Se pèfòmans la kraze nan konparezon ant od la ak TAC la endividyèl nan Table 6. Li se enteresan sonje ke se sèlman estime yo TAFB egzibisyon yon patipri konpetitif konpare ak estime yo od. Li se klè si pouvwa disponiblite a woutin nan rekonesans rapò avyon nan tan reyèl nan Sant lan collocated Prediksyon Twopikal yo te enfliyanse TAFB estime operasyonèl la.

Table 6. Konparezon nan pèfòmans nan od relatif yo estime moun TAC entansite Atlantik TC (MSLP). Chak konparezon se yon echantiyon omojèn, ak simultane (nan youn èdtan) rapò avyon rekonesans nan MSLP yo itilize pou validation. Bias ak RMSE yo nan hPa.TAFB se analiz la Twopikal ak Branch pwevwa nan NCEP la / loraj twopikal Sant Prediksyon, sab se Radyo Metewolojik NOAA / NESDIS Branch a Analiz satelit, AFGWC se fòs Air Center a Lameteyo global.

________________________________________________________________ MSLP Estime Bias RMSE # sou li alimèt TAFB 2.73 9.52 158 od 0.67 8.04 158 sab 6.16 10.73 274 od 0.46 8.45 274 AFGWC 8.24 12.87 119 od -0.45 8.99 119________________________________________________________________ 

Yon konparezon plis endike degre nan subjectif nan aplikasyon an nan teknik la estanda Dvorak pa TAC la. Table 7 montre estatistik yo ki pou yon echantiyon omojèn lè tout twa TAC estime yo te disponib epi simultane ak od ak rekonesans rapò. Gwosè ki nan egzanp lan se ti (33 konparezon), men se subjectif a nan metòd la estanda Dvorak pwouve sa ak seri a nan estatistik yo ki ant endividyèl TAC. Egzanp Pli lwen sa a subjectif pral prezante nan ka yo tanpèt moun diskite anba a.

Table 7. Konparezon an TAC estimasyon de MSLP lè rapò ki sòti nan tout TAC twa yo te disponib nan menm tan an. Echantiyon an omojèn reprezante 33 alimèt. Simultane (nan youn èdtan) rapò avyon rekonesans yo te itilize kòm validation. Bias ak RMSE yo nan hPa. TAFB se analiz la Twopikal ak Branch pwevwa nan NCEP la / loraj twopikal Sant Prediksyon, sab se Radyo Metewolojik NOAA / NESDIS Branch a Analiz satelit, AFGWC se fòs Air Center a Lameteyo global. Se pèfòmans nan od sa a sou echantiyon gen ladann pou konparezon.

________________________________________________________________MSLP Estime Bias RMSE TAFB 3.12 11.96 sab 8.00 13.80 AFGWC 9.33 14.09 od 0.07 11.45 ________________________________________________________________ 

c. Tanpèt Endividyèl
pèfòmans nan algorithm nan od nan sèten sitiyasyon yo ka karakterize pa ekzamine tandans estimasyon pandan tanpèt endividyèl yo Atlantik konsidere kòm nan etid nou yo. Tanpèt yo dis nan echantiyon nou yo nan 1995 - 1996 reprezante yon pakèt entansite, tandans ak kondisyon anviwònman an. Pou chak tanpèt, estime yo entansite od yo konpare ak rapò avyon rekonesans ak tandans, osi byen ke TAC operasyonèl estime yo ki te pwodwi nan metòd la estanda Dvorak. Nan graf yo bay yo, nòt dezakò a souvan ant estime soti nan TAC la twa. Se yon rezime idantifye karakteristik pèfòmans yo od bay nan seksyon 6.

1) SIKLÒN FELIX
Pandan peryòd la nan ankèt, Felix okòmansman posede yon je byen defini ki rapidman degraded kòm tanpèt la rankont yon anviwònman fò taye lenn ( Fig. 1 ). Jan yo montre nanFig. 2, od a bay yon estimasyon entansite egzat majorite nan yo nan tan an, men febli Felix twò rapidman kòm se sant lan tondu (Out 13 - Out 14). Kapab yon gwo pòsyon erè a statistik ak metòd la nan od Felix dwe matirite pou pandan modèl sa a taye lenn-kalite. TAC an jeneralman te underestimate entansite a Felix, ak sou pati nan lèt nan peryòd la, estime yo od yo konsiderableman siperyè. Anplis de sa, od a bay estime yo sèlman fèmen nan rapò sa yo pandan rekonesans entansite maksimòm Felix a sou 12 mwa Out. Gen akò san patipri bon ant estime yo soti nan TAFB ak sab nan pwemye mwatye nan peryòd la, men gen kèk dezakò apre sa. Estime sa yo ki soti AFGWC yo se toujou twò fèb anpil.

2) SIKLÒN IRIS
rapò avyon rekonèsans Yo te ranmase pandan yon peryòd lè Iris te febli konsiderableman de yon eta bonè entans. Pandan peryòd sa a, Iris se domine pa yon gwo Chak yo montre nanFig. 3. Nan sityasyon sa yo, algoritm nan od idantifye modèl la Chak epi aplike apwoksimasyon ki apwopriye a a règ yo estanda Dvorak pou kondisyon sa a. Yo jan sa endike nan Fig. 4, entansite a od estime byen matche ak MSLP nan avyon rekonesans yo, eksepte pou yon tandans yon ti kras ègzajere yo byen bonè nan peryòd la. Remak dezakò ki genyen ant estime yo operasyonèl soti nan TAC la. Pandan premye mwatye peryòd la, estime TAC entansite yo otan ke 1.5 T-nimewo apa (25 hPa). Od a gen tandans fè fann diferans lan nan ka sa a, epi rezilta a se yon manm fanmi pèfòmans siperyè TAC la.

3) SIKLÒN LUIS
Siklòn Luis kòmanse peryòd la nan ankèt ak yon, gwo anpil je byen defini ki antoure ak kouran konveksyon fò (frèt.) Sa a rapidman siyati détériorer nan mwa Septanm 7th ( Fig. 5 ).Estime yo od reponn a efondre a konvèktif pa diminye entansite a apre tan sa a ( Fig. 6 ). Sa a reprezante yon ka curieux, depi kòz la yo tonbe nan twou a rapid nan ki antoure siyati ki konvèktif se klè. Sa a se siyati komen avèk landfalling tanpèt, sepandan, Luis pa t 'yo bò kote yon mas peyi pi gwo nan moman an yo tonbe nan twou an. SSM / Mwen imaj mikwo ond endike yon posib estrikti konsantrik je te prezante anvan yo tonbe a, men enplikasyon yo nan karakteristik sa a yo se ensèten nan tan sa a. Diminye a relativman parese nan entansite mezire pa rapò avyon swiv ekoulman an rapid konvèktif vyole youn nan prensip yo fondamantal sou ki se od la ki baze sou: se difikilte nan kouran konveksyon nan vwazinaj la ki gen rapò ak entansite. Tantativ yo algorithm od nan kont pou sa a fenomèn nan ki gen ladan règ la Dvorak dekri deja ki limit diminye la nan nimewo CI pandan kapab afebli etap (Etap 9). San yo pa tankou yon contrainte, èstime yo od ta dwe pi plis pase anpil yo montre nan Fig. 6. Estime yo sab ak TAFB yo jeneralman twò fèb pandan peryòd la an antye, pandan y ap patipri a AFGWC se neglijab. Sepandan, AFGWC mal estime Luis nan 920 hPa sou 7 mwa septanm. Od la ekspozisyon yon entansite plat tras estimasyon soti nan 5-7 septanm, nan ki valè yo entansite yo ap fèt desann nan "Etap 9" contrainte la envoke sou 4 septanm apre yon peryòd bonè nan grandisan (yo pa montre). Estime yo sab ak TAFB yo tou konstan pandan peryòd sa a, byenke pifò nan estime yo se yon mwatye nan yon pi ba T-nimewo pase od la.

4) SIKLÒN Marilyn
evalyasyon an nan od la pandan siklòn Marilyn kouvri yon peryòd tan nan entansifye fiks ki te swiv pa kapab afebli fiks ( Fig. 7 ). Estime yo od yo byen fèmen nan rapò avyon rekonesans pandan peryòd la lè Marilyn ki karakterize pa yon je byen defini ( Fig. 8 ). Ou ka jwenn yon majorite nan erè a od statistik dwe matirite pou pandan peryòd la kapab afebli apre li gen zye a plen. Nan ka sa a an patikilye, aplikasyon an nan Dvorak "9 Etap" rezilta yo nan od la surèstimasyon entansite tanpèt la pandan peryòd sa a. An jeneral, TAC la estime lè l sèvi avèk estanda Dvorak metòd la yo se eksepsyonèlman bon ( Fig. 7 ).Sepandan, sèlman AFGWC avèk presizyon estime 948 hPa presyon nan minimòm nan 00 UTC sou 17 septanm.

5) SIKLÒN OPAL
siklòn Opal yo ki se yon egzanp devlopman dramatik. Pandan peryòd nan entansifye rapid, rekonesans rapò avyon endike yon gout MSLP nan 35 hPa nan sèlman 6 èdtan. Ka Yon ti "zye stenope" se pou w obsève nan Chak a nan PASE simagri a IR satelit la nan moman rapid grandisan (cho plas nan Fig. 9 ), men sa a se pa siyati je gwo oswa cho ase yo ki pèmèt od la byen estimasyon entansite la. Figure 10 montre ke tou de od la ak TAC estime entansite yo konsiderableman pi fèb pase rekonesans mezi avyon pandan peryòd sa a. Koub la nan Fig. 10 klèman montre estime yo MSLP pa algorithm nan od pandan entansite pik Opal yo a yo twò fèb. Yon faktè kontribye nan sa a se mank an nan simagri pandan tan an nan entansifye rapid sou Oktòb 4th (04 - 08 UTC). Sa a anile done se akòz lefèt ke PASE-8 antre nan yon peryòd eklips satelit nan ki pa gen okenn done pou yo ka pran / transmèt.Deyò nan peryòd la eklips, estime yo limite pa enkapasite a rezoud "je a stenope" (rapòte tankou ti jan 8 km an dyamèt pa avyon). Limitasyon sa-a se akòz yon konbinezon de rezolisyon piksèl orizontal (4 km) ak jeometri optik. Tanperati a je satelit-mezire se twò frèt bay ang la optik ak gwosè a ti nan je a ki kolektivman entèdi yon View klè sou sifas la. Olye de sa, siyal la radyativ chans gen ladan kontribisyon ki sòti nan eyewall anndan an. Depi te pi wo posib PASE-8 rezolisyon an piksèl yo itilize nan etid sa a, ka sa yo pral difisil rezoud sòf si gen yon konplo a od plis modifye diminye depandans a sou paramèt tanperati a nan je yo. Konplo a moyenne tan travay ajiste estime yo od final tou kontribye nan underestimation la pandan grandisan la rapid. Eksperyans nou ak estime yo od endike ke kèk fòm moyenne tan se nesesè. Kòm mansyone nan seksyon 4, te gen yon modifikasyon yo te prezante yo lenmi entèval an moyenne tan a 6 h pou ka tankou Opal yo nan ki rapid grandisan ap sigjere nan mezi yo tanperati satelit (seksyon 2). Sepandan, menm sa a modifikasyon pa pouvwa ap sifizan nan evènman ekstrèm, tankou Opal yo, ak sa a pral yon zòn nan rechèch nan lavni.Malgre patipri a ki fèb pandan entansite pik Opal yo a, od a pèfòme estime yo TAC pa yon Marge konsiderab pandan Opal yo.

6) SIKLÒN ROXANNE
Siklòn Roxanne entansifye rapidman jan li pwoche bò Peninsula la Yucatan, lè sa a byen vit febli jan li te pase sou tout peyi. Apre re-émergentes sou Gòlf Meksik la, Roxanne re-entansifye yon ti kras anvan evantyèlman disip. An jeneral, od a avèk presizyon estime a entansite nan Roxanne atravè peryòd la envestige ( Fig. 11 ). Estime yo TAC an jeneral matche ak tandans yo obsève fluctuation entansite atravè peryòd la ankèt la. Men tou, kòm karakterize nan tanpèt anpil lòt ankèt sou nan etid sa a yo, yo jeneralman underestimate fòs ki pou tanpèt la.

7) SIKLÒN BERTHA
Analiz de Siklòn Bertha kòmanse pandan peryòd la nan koruptyon je apre premye peryòd ranfòse tanpèt la. Remak diferans la (jiska 34 hPa) ant TAC estimasyon pou ka sa a ( Fig. 12). Estime entansite pa od la jeneralman underestimate fòs ki pou tanpèt la, patikilyèman pandan 11-12 Jiyè kòm Bertha rankont yon anviwònman taye lenn ( Fig. 13 ). Sa a karakteristik ki konsistan avèk analiz de Siklòn Felix ki dekri pi bonè. Li klè ke yo dwe metodoloji aktyèl la dwe amelyore okipe ka yo taye lenn, jan règleman yo Dvorak aplike nan od la sèlman pèmèt pou analiz trè limite / ajisteman nan sitiyasyon sa yo.

8) SIKLÒN EDOUARD
fluctuations entansite distenk karakterize Siklòn Edouard pandan peryòd la nan ankèt la. An jeneral, od la effectue byen nan tout peryòd la analiz ( Fig. 14 ). Yon eksepsyon rive sou 27 - 28 out pandan yon peryòd nan febli. Od la kaptire tandans nan entansite jeneral, men surèstimasyon valè yo reyèl. Sa a kapab ègzajere dwe prensipalman atribiye nan aplikasyon an nan "Etap a 9". Nan ka sa a an patikilye, ajisteman a se twòp akòz re aparisyon an-nan yon grenn je (pi wo yo e pakonsekan T-nimewo) pandan peryòd la. Yon fwa je a plen byen ta nan Out 28, estime yo entansite od retounen nan valè plis konparab ak rekonesans rapò.Estime TAC entansite yo ankò twò fèb. Patikilyèman pandan etap nan febli nan siklòn Edouard soti nan 31 out - 2 septanm, TAC la estime kouri otan ke 25 hPa twò wo.

9) SIKLÒN fran
se pòsyon nan byen bonè nan peryòd la nan ankèt pandan siklòn Fran domine pa yon anviwònman Chak ( Fig. 15 ). Valè entansite jwenn ak od la pandan peryòd sa a ki relativman konstan malgre yon entansifye ralanti rapòte pa rekonesans avyon ( Fig. 16 ). Se aparisyon nan ranfòse siyifikatif Fran a sou 3 septanm byen klè kaptire pa od a, kòm se tandans nan entansite pou de jou kap vini yo. Men tou, gen se yon lag remakab nan koub la od ki pouvwa yo ki pasyèlman atribiye nan tan moyenne la. Nan ka sa a done yo pa byen klè tanperati endike yon rapid siyati grandisan (tankou nan Opal yo). Se poutèt sa, te entèval an tan-moyenne kenbe yo nan 12 h. Estime entansite soti nan sab yo se eksepsyonèl pou Fran.Sepandan, toulède sab ak AFGWC (TAFB estime yo pa te disponib) pa pran fòs kouraj nan plen nan Fran sou 4-5 mwa septanm. Diferans ki genyen ant od la ak sab pèfòmans ka prensipalman atribiye nan peryòd la nan òganizasyon tanpèt la sou 30-31 Out. Pandan peryòd sa a, yo estime sab yo jeneralman nan akò avèk valè yo rekonesans, pandan y ap estime yo od yo twò fò. Kòm mansyone pi bonè, Fran te idantifye kòm yon tanpèt modèl Chak nan moman sa a. Tandans a pou od a ègzajere entansite nan kondisyon sa yo, tou karakterize nan lòt ka, se yon limitasyon enpòtan ki dwe rezoud nan rechèch nan lavni.

10) SIKLÒN HORTENSE
estime entansite od pandan entansifye a epi ki fèt aprè kapab afebli peryòd siklòn Hortense yo eksepsyonèlman pre moun ki anrejistre pa rapò yo ki te avyon rekonesans ( Fig. 17 ).Sepandan, ka èstime nan erè a od dwe matirite pou pandan peryòd la nan òganizasyon tanpèt (8 - 11 septanm). Kòm nan ka anvan, se yon modèl Chak idantifye nan tout peryòd sa a, ak od la toujou surèstimasyon entansite la. Estime yo TAC yo lwen siperyè nan rezoud entansite a pandan peryòd sa a, epi an jeneral fè byen pandan Hortense.

6. Rezime

Te od la modifye evalye sou dis Atlantik twopikal pandan siklòn 1995 - 1996 e yo detèmine fè byen anba pifò kondisyon (od a se pa aplikab a depresyon twopikal oswa fèb tanpèt twopikal). An jeneral, pou yon echantiyon de 346 estimasyon de MSLP evalye kont rekonesans rapò avyon, od la montre yon patipri neglijab an 0.33 hPa ak yon RMSE nan 8,34 hPa. Simultane estime operasyonèl nan sant analiz twopikal lè l sèvi avèk estanda Dvorak metòd la (pran kòm yon mwayèn de estime soti nan TAC la twa pandan 346 ka yo menm) an jeneral yo pi fèb pase yo estime ak yon od ki pi wo nan yon ti kras divèjans.

Konklizyon yo ki espesifik nan papye sa-a yo se yon rezime jan sa a:
1) Gen kapab konsiderab variation (subjectif) ant estime yo entansite operasyonèl soti nan sant diferan analiz twopikal ki anplwaye estanda Dvorak metòd la. 
2) od a se konpetitif ak yon ti kras oswa siperyè nan operasyonèl estime estanda metòd Dvorak entansite siklòn twopikal (MSLP) an tèm de erè vle di an jeneral (patipri) ak divèjans (RMSE). 
3) od-estime entansite nan siklòn twopikal montre yon je byen defini ak estrikti ki antoure yo, se tipikman eyewall egzat (. nan + / - 5 hPa) 
4) od la effectue byen nan pifò ka yo, men ki pi piti a serye nan sèten sitiyasyon ki pèmèt idantifye: 
* Estimasyon yo jeneralman pi fò nan nuaj Santral dans (Chak) sitiyasyon. 
Estimasyon * yo twò fèb nan taye lenn fò ak "stenope je" sitiyasyon. 
* Gen kèk ensèten ki nan aplikasyon an nan "Etap 9" Dvorak pandan kapab afebli etap. 
* Pandan fluctuations entansite rapid, tandans estimasyon od pouvwa ap yon ti jan amortisman akòz entwodiksyon de moyenne tan.

Bi prensipal atik sa a se te evalye ak dokiman pèfòmans nan od la modifye, ak evalye potansyèl la pou itilize operasyon. Rezilta yo endike ke gen objektif inisyal la nan objektivman similye estanda Dvorak teknik la te rankontre. Konklizyon yo ki preliminè yo ap ankouraje, men ka plis bezwen yo egzamine. Nan moman sa a nan ekri, se te yon pwosè operasyonèl planifye pou 1997 sezon siklòn nan Atlantik (an kolaborasyon ak TAFB ak sab).

Modifikasyon Pli lwen yo pral nesesè yo nan lòd yo ki kòrèk pou sa bann defayans ki toujou egziste nan estime yo od. Esplikasyon nan rechèch nan lavni ap gen ladan entwodiksyon de yon tèm simetri nan detèminasyon an od ki antoure paramèt nan nwaj konvèktif. Pral Analiz Component nan prensip sèn imaj tou fè envestigasyon sou tankou yon avansman idantifikasyon modèl potansyèl (nan adrès pwoblèm sa yo modèl Chak ak taye lenn). Èske nou ka pwolonje aplikasyon yo od pi fèb tanpèt avèk chif T <3.5? T 'kapab metòd entèlijans atifisyèl (tankou rezo neral) gen dwa itilize nan pi bon idantifye sekans sèn, sitou anvan te yon grenn je / eyewall te etabli?

Pli lwen chanjman nan algorithm nan od ap fèt atravè ajisteman anpirik nan sitiyasyon ki nan okulte je, oswa rapid deteryorasyon estrikti. Diminye depandans nan estimasyon an entansite sou tanperati a je pouvwa adrès "stenope je a" ak gade pwoblèm ang. 
Lòt pwochen mande: 
1) Pli lwen mennen ankèt sou evènman rapid grandisan nan direksyon pou amelyore analiz la od (sètadi, siyati done, optimize / eliminasyon moyenne tan). 
2) Satelit done fizyon. Pou egzanp, ensètitid nan pozisyon je, oswa estrikti tanpèt nan kèk ka Pouvwa pou redui pa enkòporasyon an SSM / Mwen enfòmasyon mikwo ond ( Velden et al., 1989 ). Epitou, yo pral itilizasyon ki lòt done jeostasyonèr ki disponib satelit nan konjonksyon avèk analiz aktyèl la IR (sètadi, vizib ak vapè dlo enfòmasyon chanèl) fè envestigasyon sou. 
3) Devlopman nan yon woutin kote sant tanpèt objektif bay tout otomatize od la. 
4) Envestigasyon nan modifikasyon ki nesesè pou sistèm subtropikal oswa siklòn sibi extratropical tranzisyon an. Epitou, aplikasyon pou nan od nan siklòn twopikal nan ganmèl lòt (yo kapab od la inivèsèl aplike oswa ou se ajisteman anpirik ki nesesè nan chak TC basen?). 
5) Yon ti rale nan yon objektif woutin pwevwa TC entansite nan algorithm nan od bay prévisions entansite nan entèval divès kalite soti nan 24 èdtan. Sa a pral fèt yo prensipalman swiv estanda Dvorak pwevwa fòmil la ( Dvorak 1995 ), men pral enkòpore variables adisyonèl jan sa detèmine atravè rechèch nan lavni.

Nan concerne nan pwen 4, li ta dwe mete aksan sou sa ki te vèsyon aktyèl la nan od la pwouve branche sou Atlantik ka. Evalyasyon pèfòmans lan dokimante nan atik sa a sa a valab sèlman pou siklòn Atlantik twopikal. Aplikasyon basen lòt siklòn twopikal (sètadi lwès North Pasifik) se ke yo te envestige.

Vèsyon orijinal la nan algorithm nan od se mekanikman byen senp, ak yo ajoute / modifikasyon sa endike nan atik sa a te pwodwi amelyorasyon siyifikatif. Gen od a te montre yo dwe konpetitif ak, ak nan kèk ka siperyè metòd an plis subjectif Dvorak kounye a aplike nan sant operasyonèl analiz twopikal. Direktiv sa yo pou rechèch nan lavni va egzaminen plis ka ak adrès kèk limit ki dokimante ki pral èspere ke mennen nan pwogrè pli lwen nan pèfòmans nan od. Done yo avyon rekonesans yo te kritik nan devlopman ak evalyasyon teknik sa a satelit-ki baze sou. Od la pa ta dwe konsidere kòm yon ranplasman pou gen anpil valè a nan done yo kolekte situ pa sa yo misyon rekonesans. Objektif la se bay chak serye estime satelit ki baze sou entansite ki kapab itilize yo kòm konseye pedagojik objektif pa sant analiz twopikal ak ogmante nan rapò situ yo lè yo ki disponib.

Remèsiman