Pogoda i Klimat

...modelowanie numeryczne

Articles

Hurrricane Severity Index

User Rating:  / 4
PoorBest 

{jcomments on}

W 1969 roku opracowano skalę służącą do oceniania siły huraganów. Została ona stworzona przez Herberta Saffira i Boba Simpsona i służy głównie do oceniania potencjalnych szkód wywołanych przez huragany. Skala jest podzielona na pięć kategorii i jest ona powszechnie stosowana na Atlantyku i na Pacyfiku na wschód od linii zmiany daty.

Jednakże skala ta ma sporo wad:

 

 

  • bazuje głównie na wiatrze maksymalnym
  • nie uzględnia wielkości huraganu od której jest w znacznej mierze zależna wielkość fali przypływowej
  • nie rozważa wielkości pola wiatru o sile huraganu, a co za tym idzie nie może dobrze uwzględnić potencjalnych szkód

W 2006 roku oficjalnie powstała skala o nazwie Hurricane Severity Index (dalej HSI) stworzona przez Chrisa Heberta i Boba Weinzapfela. Skala ta uwzględnia zarówno prędkość maksymalną, jak i wielkość pola wiatru.
Wg HSI przyznaje się od 1-25 punktów. Za wiatr o prędkości maksymalnej 30 kts przyznaje się 1 punkt, zaś za wiatr o prędkości maksymalnej 150kts - 25 ilość punktów. Indeks HSI wyznaczamy się wzorem:

Gdzie za Vmax postawiamy maksymalną prędkość wiatru w węzłach (kts).

Dla przykładu: : (120kts/30)2=42=16

Przyznanie kolejnych 25 punktów za wielkość było nieco trudniejsze, kryteria wielkości ustalono w oparciu o dane z NHC dotyczących huraganów z lat 1988-2005, które osiągnęły maksymalne prędkości wiatru >34kts, >50kts, >64kts. Pole wiatru najabrdziej niszczącego (>87kts) nie jest podawane, więc wyliczono je na podstawie huraganów z lat 2001-2005 wzorem :

gdzie Re65 to średni promień powierzchni z wiatrem > 65kts

  • za pole wiatru >34kts - jest przyznawane do 3punktów
  • za pole wiatru >50kts - do 4 punktów
  • za pole wiatru >64kts - do 8 punktów
  • za pole wiatru >87kts - do 10 punktów

Razem huragan może otrzymać 50punktów

Często jednak huragany mają asymetryczne pole wiatru tzn. promień wiatru np: >64kts jest większy na NE i NW niż SW i SE. Dlatego, aby uśrednić promień wiatru wprowadzono wzór:

np: huragan Felix w momencie uderzenia na Nikarague miał pole wiatru >64 kts równe:
 

  • NE - 40 mil
  • SE - 20 mil
  • SW - 15 mil
  • NW - 40 mil

 

Stąd:

R = 1/2* sqrt(40^2 + 40^2 + 20^2 + 15^2)

R = 1/2* sqrt(1600+1600+400+225)
R = 1/2*61,84
R = 30,92

Średni promień wiatru od oka >64kts wynosi nieco poniżej 31mil. Wyliczmy teraz dalej HSI dla huraganu Felix z 2007, który uderzył z 5kategorią.
Dane wzięto ze strony http://www.nhc.noaa.gov/archive/2007/al06/al062007.fstadv.016.shtml

MAX SUSTAINED WINDS 135 KT WITH GUSTS TO 165 KT.
64 KT....... 40NE 20SE 15SW 40NW.
50 KT....... 60NE 40SE 25SW 60NW.
34 KT.......100NE 60SE 40SW 90NW.

Najpierw wyliczamy średni promień dla >34kts

R=1/2* sqrt(100^2+60^+2+40^2+90^2)
R=1/2* sqrt(10000+3600+1600+8100)
R=1/2* sqrt23300
R=1/2*152,64
R=76,32

następnie dla >50kts

R=1/2* sqrt(60^2+40^2+25^2+60^2)
R=1/2* sqrt(3600+1600+625+3600)
R=1/2* sqrt9425
R=1/2*97,08
R=48,54

dla 64kts wyliczyłem już wyżej

i następnie skorzystamy że wzoru na na promień >87kts

R >87kts = 0,5683*30,92+0,0792*135-9,5383
R >87kts = 17,57+10,692-9,5383
R >87kts = 18.7237

Teraz przypasowujemy kolejne promienie do liczby punktów u tabelki powyżej

>34kts - 76,32 to będzie 1punkt
>50kts - 48,54 to będzie tez 1punkt
>64kts - 30,92 to będą 2punkty
>87kts - 18,72 tu będą 3punkty

Felix za wielkość otrzymuje 7punktów na 25
nastęnpie dodajemy punkty za intensywność

(135kts/30)^2 = 20,25

Razem 20,25 + 7 = 27,25 punktów

 

Porównajmy teraz dwa huragany które uderzyły w podobne miejsca, ale o różnym HSI. Bardzo dobrym porównaniem będzie porównanie dwóch huraganów: Ivan z 2004 i Dennis 2005.
Oba huragany charakteryzowały się takim samym wiatrem maksymalnym więc skala Safira-Simpsona dawała im podobną siłę. huragany te miały jednak b. różna wielkość.

 

Na czerwono zaznaczono obszar o wietrze >64kts.

Huragan Ivan, z powodu swojej wielkości spowodował większą fale przypływową (do 4,5m), niż Dennis (ok. 2m). Dodatkowo w czasie huraganu Ivan odnotowano większe szkody spowodowane wiatrem.

Dalej porównajmy skale Safira-Simpsona ze skała HSI:

 

Okazuje się, że teoretycznie huragan 2, czy 3 kategorii może być bardziej niszczący niż mały huragan kategorii ostatniej.

Na koniec tabele historycznych huraganów które uderzyły w USA

 

Trzem huraganom udało się uzyskać w momencie uderzenia maksymalną liczbę punktów za wielkość. Blisko zdobycia 25 punktów był huragan Hugo, który uderzył w Południową Karolinę powodując bardzo duże straty. Co ciekawe - huragan Camille i Katrina mają podobną ilość punktów, jednak to Katrina spowodowała większe straty uderzając w Luizjanę (obydwa uderzyły w podobny rejon) zadecydowała tutaj fala przypływowa i tereny depresyjne Nowego Orleanu. Największą ilość punktów za prędkość otrzymał huragan Andrew, drugi w historii ilości szkód w USA. W tym wypadku decydujący był fakt, że Andrew uderzył w duże miasto (Miami) i gęsto zaludniony obszar. Także huragan Charley, który osiągnął małą ilość punktów za wielkość, spowodował ogromne straty (tu również decydujące okazało się uderzenie w gęsto zaludniony obszar miasta Orlando).

You are here: Home