Graciela B. RagaCentro de Ciencias de la AtmosferaCentro de Ciencias de la Atmosfera

UNAM

DefinicionesDefinicionesLos ciclones tropicales son sistemas de baja presión en la 

ió i l i l ió d l  i   idregión tropical, cuya circulación del viento es en sentidociclónico (anti‐horario en el HN) y se observan nubesorganizadas en bandasorganizadas en bandas.

Se clasifican por la intensidad del viento• depresiones tropicales (vientos < 17m/s  < 62 km/h)• depresiones tropicales (vientos < 17m/s, < 62 km/h)• tormentas tropicales (18‐32 m/s, < 118 km/h)• huracanes (> 33 m/s), categoria por Saffir‐Simpson( 33 ), g p p

Saffir-SimpsonCategoría

Maxima velocidad del viento(m/s)

Minima presión en superficie(mb)g ( ) ( )

1 33-42 >9802 43-49 979-9653 50-58 964-9454 59-69 944-9205 70+ <920

ClimatologíaClimatología

Ciclones tropicales a nivel global :Frecuencia por cuenca: 1985-2003Frecuencia por cuenca: 1985 2003

(Frank and Young, 2007)

Ciclones tropicales a nivel global :Duración e intensidad: 1985-2003

250

Dias con ciclones tropicalesDuración e intensidad: 1985 2003

100

150

200

0

50

100

TT C t  C t  C t  C t  C t 

40

Numero promedio global

TT Cat 1 Cat 2 Cat 3 Cat 4 Cat 5

20

25

30

35

5

10

15

20

(Frank and Young, 2007)

0TT Cat 1 Cat 2 Cat 3 Cat 4 Cat 5

35

40

45

1983

20

25

30

C A á i5

10

15 N O A CTI VI TY I N TR OP I CSTSHR (Cat 1-2)MH (Cat 3-5)

CTs en el Atlántico :¿Por que hay años

0-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20

4 5

( )

TAN diferentes en el numero total?

3 0

3 5

4 0

4 5

1995Influencia de El Niño 

1 5

2 0

2 5

3 0Influencia de El Niño en el Atlántico

0

5

1 0

1 5

TSHR (Cat 1-2)MH (Cat 3-5)

0-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20

STANLEY B. GOLDENBERGHurricane Research Division

AOML/NOAA (4/98)HRD

Note: In 1983, Barry (southernmost track) starts east ofFlorida, then became a depression in the Gulf of Mexicobefore regaining TS strength and finally making landfall as aHR. (i.e., there are really only 4 storms on the plot.

La Niña versus El Niño:P b bilid d d f ió d hProbabilidad de formación de huracanes

en el Atlántico

(Landsea, 2005)

Cizalla del viento:i       i  Niño versus no ‐ Niño 

(Landsea, 2005)

CTs en el Atlántico :¿Por que hay años TAN diferentes en el numero total?

Debido a la influencia de la

(Landsea, 2005)

Oscilación Multi-decadal en el Atlántico

(Landsea, 2005)

Modulación de frecuencia de ciclones en el Atlántico:

El modo meridional del Atlántico (AMM) es el modo principal de variabilidad del sistema acoplado océanoprincipal de variabilidad del sistema acoplado océano-atmosfera. Este modo también es conocido como Dipolo del Atlántico o modo inter hemisféricodel Atlántico o modo inter- hemisférico.

La relación entre SST y actividad ciclónica puede serLa relación entre SST y actividad ciclónica puede ser considerada como una parte de la relación entre dicha actividad y el AMMactividad y el AMM.

En el Pacifico el modo principal es ENOS que esta muyEn el Pacifico, el modo principal es ENOS, que esta muy correlacionado con la frecuencia, duración e intensidad de ciclones tropicales en el Pacifico Occidental (WPAC)ciclones tropicales en el Pacifico Occidental (WPAC)

Modulación de intensidad de ciclones en el Atlántico:

Figure 1: Tropical cyclogenesis points for the five strongest and five weakest AMM years in h   i d    i d    i   f SST ( h d d)  d  h  ( ) the period 1950–2005, superimposed on composites of SST (shaded) and shear (contours) anomalies. Crosses show the genesis points for all storms that reached tropical storm strength. Storms that reached “major hurricane” also have a circle around their genesis point  Solid (dashed) shear contours denote positive (negative) values  The contour interval point. Solid (dashed) shear contours denote positive (negative) values. The contour interval is 0.25 m s‐1 and the zero‐contour has been omitted.

(Kossin, and Vimont 2007)(Kossin, 2008)

Influencia remota sobre CTs en el Atlantico:(Smith et al, Nature Geoscience, 2010)

Influencia remota sobre CTs en el Atlantico:

(Smith et al, Nature Geoscience, 2010)

Variabilidad en el Pacifico OrientalVariabilidad en el Pacifico Oriental 

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Variabilidad en el Pacifico Oriental :Variabilidad en el Pacifico Oriental :Influencia de  ENSO en el numero de ciclones

(R V dill   t  l   )(Romero‐Vadillo et al, 2007)

Variabilidad en el Pacifico OrientalVariabilidad en el Pacifico Oriental 

Ciclo anual

(Romero‐Vadillo et al, 2007)

Variabilidad en el Pacifico Oriental :I fl i d ENSO l diInfluencia de  ENSO en el numero promedio

20

Periodo: 1969 2008

16

18Periodo: 1969‐2008

12

14

NO HAY DIFERENCI

8

10

NO HAY DIFERENCI

4

6

0

2

Named storms Hurricanes strong (>=3) cat 4 cat 5 landfall in Mexico landfalling + grazing

1969‐2008 ENSO+ ENSO‐

Ultimos 40 años en el Pacifico Oriental4

20

1970‐1979 1980‐1989 1990‐1999 2000‐2009

16

18

14

16

10

12

6

8

2

4

0

average named storms average hurricanes average major hurricanes

¿Qué pasa con laduración de la

9

8

9

10 First tropical storm of the season

duración de la estación ciclónica en  5

4

5 5

4

6

4

5

6

7

el Pacifico?1

0 0

1

01

2

3

4

88

9 Last tropical storm of the season

0 0 00

may june july

1969‐1978 1979‐1988 1989‐1998 1999‐2008

6

5 5

6

7

8

Mayor probabilidad de queempiece antes la temporada?

4

3

5 5

33

4

5 empiece antes la temporada?

Indicación de que

0 00

1 1

2

0

2

0

1

2

3 d cac ó de quetermina mas tarde…?

(Oropeza y Raga)

0 00 0 00

september october november december

1969‐1978 1979‐1988 1989‐1998 1999‐2008

Entrada a tierra  (1951‐2000)

SINALOA 

BAJA  CALIFORNIA

SINALOA HUR= 18TT= 8

BAJA  CALIFORNIASUR HUR= 19TT   30TT = 30

(Jauregui, 2003)OAXACAHUR = 2TT = 11

Entrada a tierra1969‐2008

Entrada a tierra 

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Entrada a tierraEntrada a tierra 

1969‐2008 (Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Cat . 3

Variabilidad de las trayectorias en

función de la intensidad y por dé d  década 

1970‐1979

Cat . 4 Cat . 5

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Cat . 3

Variabilidad de las trayectorias en

función de la intensidad y por dé d  década 

1980‐1989

Cat . 5Cat . 4 54

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Cat . 3

Variabilidad de las trayectorias en

función de la intensidad y por dé d  década 

1990‐1999

Cat . 5Cat . 4

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

Cat . 3

Variabilidad de las trayectorias en

función de la intensidad y por dé d  década 

2000‐2008

Cat . 5Cat . 4 54

(Farfan, Romero‐Centeno & Raga, 2011)

PASADO LEJANO…

Paleotempestología:R t ió  d  l    ti id d  i ló i     l Reconstrucción de la  actividad ciclónica en el 

pasado remoto

Kam‐biu Liu, Lousiana State University

Se utilizan diversas técnicas “proxy” para determinar p y pla entrada a tierra de ciclones tropicales, tales como:

registros geológicos: sedimentos en lagunas g g g gcosteras corales, anillos de arboles, estalactitas/estalagmitas en gcavernas, dunas costeras, microfósiles marinos (fechamientos con carbono)documentos históricos: diarios de navíos, gacetas de la colonia, periodicos

(slide by Dr. Kam‐biu Liu)

Metodología: Archivos históricos en oficinas g fregionales de gobierno, periódicos y boletines oficialesoficiales

Source: Archivo Historico Municipal de Mazatlan

Ciclones Tropicales registrados Ciclones Tropicales registrados en los 4 estados, por década

Ciclones Tropicales registrados en los 4 estados, cada 2 años

Registro histórico de entradas a tierra:Registro histórico de entradas a tierra:Guerrero, Jalisco, Sinaloa y BCS

(1850 2009)(1850-2009)Entrada a Tierra:  Guerrero, Jalisco, Sinaloa y BCS   

25

30

15

20

5

10

0

Prensa HURDAT

(B. Bracamontes)HURDATBase histórica

Entrada a tierra parameter value 95% CI

N: 155N: 155mean:  1.8 ± 0.2 1.6 ... 2.1

d ( )   6     s.d.(n):  1.6 ± 0.2  1.4... 1.7

skew:  0.7 ± 0.3  0.4 ... 0.9 

A liAnomalias

Correlation coefficientPeriodograma (1850:2010) Correlation coefficient

Pearson Spearman1850‐2010 NAO 0,01 0,221866‐2009 SOI ‐0,02 0,131900‐2010 PDO 0,09 0,311856‐2010 Niño3 0,01 0,22

Wavelet (1850:2010)Linea negra: cono de influencia

Autocorrelation (1850:2010)

Influencia de la MJO en la entrada a tierra??

Durante Fase Convectiva:

• Mayor convecciónayo co vecc ó

• Mayor vorticidad ciclónica a 

niveles bajos

• Mayor “eddy kinetic energy” y y y gy y

conversion de energia barotropica

M   t t  d   i t  

Solo   1998

• Mayor cortante de viento 

• Genesis al N de la ZITC, cerca de 

Aiyyer and Molinari, 2008

Solo   1998la costa

FUTURO…

Super‐high‐resolution l b l h d l

R l ti TL ( k )  ith 6  l

p gglobal atmospheric model

Resolution:TL959(20km) with 60 layersTime integration: Semi‐Lagrangian Scheme (Yoshimura, 2004)SW radiation: Shibata & Uchiyama (1992)SW radiation: Shibata & Uchiyama (1992)LW radiation:Shibata & Aoki (1989)Cumulus convection: Prognostic Arakawa‐Schubert (Randall and 

)Pan, 1993)Land hydrology: Sib with 4 soil‐layers and 3 snow‐layersClouds: large‐scale condensation  Cumulus  stratocumulusClouds: large‐scale condensation, Cumulus, stratocumulusPBL: Mellor & Yamada (1974,1982) level‐2 closure modelGravity wave drag: Iwasaki et al. (1989) + Rayleigh frictiony g y g

SST given as a boundary condition:• Excludes coupling with ocean subsurface, 

bl h h h l l• Enables much‐higher‐resolution simulation.

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

k h ( ) k h ( )20 km mesh (TL959L60) 60‐km mesh (T213L40)

( h)GMS (Truth)

2003 08 07 12 UTCUTC

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

Tracks of tropical cyclones (TCs)(TCs)

Bluefor Jan-Feb-Mar,

redfor Jul-Aug-Sep,

greenfor Apr-May-Jun,

orangefor Oct-Nov-Dec.

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

The number of TC formationG lobal & hem ispheric num bers of TC sas sim ulated in the 20-km -m esh AG C M

P t: b SST (AJ)

100Present: obs SST (AJ)

Present: M IRO C SST (AX)

Future: obs SST + M RI ΔSST (AK)

60

80 Future: obs SST + M IRO C ΔSST (AS)

Future: M IRO C SST (AY)

40

60

20

0

G LO BAL N H S HG LO BAL N. H. S. H.

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

ConclusionesConclusiones

La frecuencia de formacion de CT a nivell b l di i %global disminuye en~30%.

La frecuencia de CT intensos (3‐5) La frecuencia de CT intensos (3 5) aumenta en condiciones de mayor SST.

A nivel regional, la actividad de CCT d d d  l i i d  SST    ddepende de las variaciones de SST en cadacuenca

(Oouchi et al. 2006, Yoshimura et al, 2007)

Cambio en la potencia de CT por cuenca (escenario A1B) para el 2100:(escenario A1B) para el 2100:

EUFrancia

PaisModelo

FranciaAustraliaAlemaniaEUJaponJapon

Knutson, T. et al, 2010: Tropical cyclones and climate change. Nature Geosciences,doi: 10.1038/ngeo779

Muy poca concordancia entre los modelos en esta cuenca!!!

Muchas gracias por su atención!Muchas gracias por su atención!