Tropical cyclone rainfall forecasting
ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદની આગાહીમાં ચક્રવાત અને ટાયફૂન જેવા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાં અપેક્ષિત વરસાદની આગાહી કરવા માટે વૈજ્ઞાનિક નમૂનાઓ અને અન્ય સાધનોનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદ હવામાનશાસ્ત્રનું જ્ઞાન ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદની આગાહીના નિર્ધારણમાં મદદરૂપ થાય છે. ચક્રવાતના કેન્દ્રમાં તેના પગલે કરતાં અગાઉથી વધુ વરસાદ પડે છે. સૌથી વધુ વરસાદ તેના મધ્યમાં ગાઢ વાદળછાયું વાતાવરણ અને આંખની દિવાલની અંદર પડે છે. હરિકેન ડેની અને હરિકેન વિલ્મા જેવા ધીમી ગતિએ ચાલતા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતો, ચોક્કસ સ્થાન પર લાંબા સમય સુધી ભારે વરસાદને કારણે સૌથી વધુ વરસાદ તરફ દોરી શકે છે. જો કે, ઊભી પવનની કાપણી વરસાદના પ્રમાણમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, કારણ કે વરસાદ ડાઉનશીયરની તરફેણ કરે છે અને કેન્દ્રની સહેજ ડાબી બાજુએ રહે છે અને અપશીયર બાજુ વરસાદથી વંચિત રહે છે. દરિયાકાંઠાની નજીક ટેકરીઓ અથવા પર્વતોની હાજરી, જેમ કે મેક્સિકો, હૈતી, ડોમિનિકન રિપબ્લિક, મધ્ય અમેરિકા, મેડાગાસ્કર, રિયુનિયન, ચીન અને જાપાનના મોટાભાગના વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે, તે બળજબરીથી ચઢાણને કારણે પર્વતોમાં ભારે વરસાદને કારણે તેમની પવનની બાજુએ જથ્થો વધારવાનું કામ કરે છે. મધ્ય અક્ષાંશોમાંથી પસાર થતી મજબૂત પ્રણાલી, જેમ કે કોલ્ડ ફ્રન્ટ, ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રણાલીઓમાંથી ઉચ્ચ માત્રા તરફ દોરી શકે છે, જે તેના કેન્દ્રથી સારી રીતે આગળ વધે છે. ઠંડા પાણી પર ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતની હિલચાલ પણ તેની વરસાદની ક્ષમતાને મર્યાદિત કરશે. પરિબળોનું સંયોજન અપવાદરૂપે વધુ વરસાદ તરફ દોરી શકે છે, જેમ કે મધ્ય અમેરિકામાં હરિકેન મિચ દરમિયાન જોવા મળ્યું હતું. આગાહી નમૂનાઓનો ઉપયોગ અપેક્ષિત વરસાદની તીવ્રતા અને પેટર્ન નક્કી કરવામાં મદદ કરી શકે છે. આર-ક્લાઈપર જેવા આબોહવા અને દ્રઢતાના નમૂનાઓ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદની આગાહી કૌશલ્ય માટે આધારરેખા બનાવી શકે છે. સરળ આગાહી મોડેલો, જેમ કે ક્રાફ્ટ તકનીક અને આઠ અને સોળ ઇંચના નિયમો, ઝડપી અને સરળ વરસાદની આગાહી કરી શકે છે, પરંતુ વિવિધ ધારણાઓ સાથે આવે છે જે સાચી ન પણ હોઈ શકે, જેમ કે સરેરાશ આગળની ગતિ, સરેરાશ તોફાનનું કદ, અને ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત તરફ આગળ વધી રહ્યું છે તે વરસાદી નિરીક્ષણ નેટવર્કનું જ્ઞાન. ટી. આર. એ. પી. ની આગાહી પદ્ધતિ ધારે છે કે ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતમાં વરસાદનું માળખું હાલમાં આગામી 24 કલાકમાં થોડું બદલાય છે. વૈશ્વિક આગાહી મોડેલ જે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત-સંબંધિત વરસાદની આગાહી કરવામાં સૌથી વધુ કુશળતા દર્શાવે છે તે ઇસીએમડબલ્યુએફ આઇએફએસ (સંકલિત આગાહી પ્રણાલી) છે. ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતની આસપાસ વરસાદનું વિતરણ કેન્દ્રના માર્ગની સરખામણીએ કેન્દ્ર (અથવા આંખ) ની અગાઉથી વરસાદનું મોટું પ્રમાણ પડે છે, જેમાં સૌથી વધુ ટકાવારી જમણા-આગળના ચતુર્થાંશમાં પડે છે. ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતનો સૌથી વધુ વરસાદ દર જમણા પાછળના ચતુર્થાંશમાં તાલીમ (બિન-ગતિશીલ) પ્રવાહ પટ્ટામાં હોઈ શકે છે. વરસાદ તેમના આંતરિક કેન્દ્રમાં, કેન્દ્રના અક્ષાંશની ડિગ્રીની અંદર, કેન્દ્રથી વધુ દૂર ઓછા પ્રમાણમાં સૌથી વધુ જોવા મળે છે. વાવાઝોડામાં મોટાભાગનો વરસાદ તેના તોફાની પવનની ત્રિજ્યામાં કેન્દ્રિત હોય છે. મોટા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાં મોટા વરસાદી કવચ હોય છે, જે ચક્રવાતના કેન્દ્રથી દૂર વધુ વરસાદ તરફ દોરી શકે છે. જે તોફાનો ધીમે ધીમે આગળ વધે છે અથવા વળાંક લે છે, તે સૌથી વધુ વરસાદ તરફ દોરી જાય છે. રીહલે ગણતરી કરી હતી કે દરરોજ અડધા ડિગ્રી અથવા પરિપક્વ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતના કેન્દ્રની અંદર વરસાદની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. ઘણા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતો 10 ગાંઠની આગળની ગતિએ આગળ વધે છે, જે આ અતિશય વરસાદનો સમયગાળો દિવસના લગભગ એક ચતુર્થાંશ સુધી મર્યાદિત કરશે, જેનાથી લગભગ વરસાદ થશે. આ પાણી પર, દરિયાકિનારાની અંદર અને ભૌગોલિક લાક્ષણિકતાઓની બહાર સાચું પડશે. જેમ જેમ ચક્રવાત વધુ અંતર્દેશીય તરફ આગળ વધે છે અને તેના ગરમી અને ભેજ (સમુદ્ર) ના પુરવઠામાંથી કપાઈ જાય છે, ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોથી વરસાદનું પ્રમાણ ઘટે છે અને તેના અવશેષો ઝડપથી ઘટે છે. વર્ટિકલ વિન્ડ શીયર વર્ટિકલ વિન્ડ શીયર ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતની આસપાસ વરસાદની પેટર્નને અત્યંત અસમપ્રમાણ બનવા માટે દબાણ કરે છે, જેમાં મોટાભાગનો વરસાદ શીયર વેક્ટરની ડાબી અને નીચેની બાજુએ પડે છે, અથવા ડાઉનશીયર ડાબી બાજુએ પડે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, દક્ષિણ-પશ્ચિમ શીયર મોટાભાગના વરસાદને કેન્દ્રના ઉત્તર-ઉત્તરપૂર્વમાં દબાણ કરે છે. જો પવનનું દબાણ પૂરતું મજબૂત હોય, તો મોટાભાગનો વરસાદ કેન્દ્રથી દૂર જશે જે ખુલ્લા પરિભ્રમણ કેન્દ્ર તરીકે ઓળખાય છે. જ્યારે આવું થશે, ત્યારે ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત સાથે વરસાદની સંભવિત તીવ્રતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થશે. આગળની સીમાઓ અને ઉપલા સ્તરની ગર્ત સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જેમ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત ઉપલા સ્તરની ગર્ત અને સંબંધિત સપાટીના આગળના ભાગ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેમ ઉપરના સ્તરની ગર્તની ધરીની આગળના ભાગમાં વરસાદનો એક અલગ ઉત્તરીય વિસ્તાર જોવા મળે છે. ઉપરના સ્તરની ગર્તની પૂર્વમાં ઉપરના સ્તરના વિચલન અને ઉપરના સ્તરના પાણીના જથ્થા અથવા વધુ સાથે સપાટીના મોરચામાં નોંધપાત્ર વરસાદ થઈ શકે છે. આ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતના માર્ગની સાથે અને ડાબી બાજુએ સૌથી વધુ વરસાદ પડવા તરફ દોરી શકે છે, જેમાં ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતથી સેંકડો માઈલ અથવા કિલોમીટર નીચે વરસાદ પડે છે. દરિયાકાંઠાની ટેકરીઓ અને પર્વતમાળાઓના ઢોળાવ પર દબાણ કરતી પર્વતોની ભેજવાળી હવા દરિયાકાંઠાના મેદાનોની તુલનામાં વધુ ભારે વરસાદ તરફ દોરી શકે છે. આ ભારે વરસાદ ભૂસ્ખલન તરફ દોરી શકે છે, જે હજુ પણ નોંધપાત્ર જાનહાનિનું કારણ બને છે, જેમ કે મધ્ય અમેરિકામાં હરિકેન મિચ દરમિયાન જોવા મળ્યું હતું, જ્યાં હજારો લોકો માર્યા ગયા હતા. આગાહી આબોહવા અને દ્રઢતાની તૈયારીમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો એટલાન્ટિક ઓશનોગ્રાફિક અને હવામાન પ્રયોગશાળાના હરિકેન રિસર્ચ ડિવિઝને ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદ સંબંધિત તમામ ચકાસણી માટે આધારરેખા તરીકે કામ કરવા માટે આર-ક્લાઈપર (વરસાદ આબોહવા અને દ્રઢતા) મોડેલ બનાવ્યું છે. સિદ્ધાંત એ છે કે, જો વૈશ્વિક આગાહી મોડેલો આબોહવાશાસ્ત્ર પર આધારિત આગાહીઓને હરાવી શકતા નથી, તો તેમના ઉપયોગમાં કોઈ કૌશલ્ય નથી. આર-ક્લિપર સાથે આગાહી ટ્રેકનો ઉપયોગ કરવાનો ચોક્કસ ફાયદો છે કારણ કે ટૂંકા ગાળામાં વૈશ્વિક સ્તરે કોઈપણ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતની આગાહી ટ્રેક સાથે તે 120 કલાક/5 દિવસનો સમય પૂરો કરી શકે છે. ટૂંકા અંતરની વિવિધતા જે દ્રઢતાનો ઉપયોગ કરે છે તે ઉષ્ણકટિબંધીય વરસાદ સંભવિત તકનીક (ટી. આર. એ. પી.) તકનીક છે, જે માઇક્રોવેવ ઇમેજિંગ ઉપગ્રહોમાંથી ઉપગ્રહ-મેળવેલા વરસાદની માત્રાનો ઉપયોગ કરે છે અને વર્તમાન આગાહી ટ્રેક સાથે 24 કલાક માટે વર્તમાન વરસાદની ગોઠવણીને આગળ વધે છે. આ તકનીકની મુખ્ય ખામી એ છે કે તે સ્થિર રાજ્ય ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત ધારણ કરે છે જે સમય સાથે થોડો માળખાકીય ફેરફાર કરે છે, તેથી જ તે ભવિષ્યમાં માત્ર 24 કલાક માટે આગળ વધે છે. આંકડાકીય હવામાન આગાહી કોમ્પ્યુટર મોડેલનો ઉપયોગ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતના વરસાદની તીવ્રતાનું નિદાન કરવા માટે કરી શકાય છે. આગાહી મોડેલો ગ્રીડ પર તેમની માહિતી બહાર પાડે છે, તેથી તેઓ માત્ર મધ્યમથી ભારે વરસાદના ક્ષેત્રીય કવરેજનો સામાન્ય ખ્યાલ આપે છે. કોઈ વર્તમાન આગાહી મોડેલો ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાં માપવામાં આવેલા સંપૂર્ણ મહત્તમને શોધવા માટે સક્ષમ થવા માટે પૂરતા નાના ગ્રીડ સ્કેલ (1 કિમી અથવા નાના) પર ચાલતા નથી. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના આગાહી મોડેલોમાંથી, ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત વરસાદની આગાહી માટેનું શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન કરતું મોડેલ જી. એફ. એસ. અથવા વૈશ્વિક આગાહી પ્રણાલી તરીકે ઓળખાય છે. જી. એફ. ડી. એલ. મોડેલ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાં ભારે કોર વરસાદની તીવ્રતાને લગતા ઉચ્ચ પૂર્વગ્રહ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. 2007ની શરૂઆતમાં, ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાંથી વરસાદની આગાહી કરવામાં મદદ કરવા માટે NCEP હરિકેન-WRF ઉપલબ્ધ બન્યું હતું. તાજેતરની ચકાસણી દર્શાવે છે કે યુરોપિયન ઇસીએમડબલ્યુએફ આગાહી મોડેલ અને નોર્થ અમેરિકન મેસોસ્કેલ મોડેલ (એનએએમ) બંને ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતોમાં ભારે વરસાદ સાથે ઓછો પૂર્વગ્રહ દર્શાવે છે. ક્રાફ્ટ શાસન 1950ના દાયકાના અંતમાં, આર. એચ. ક્રાફ્ટ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ અંગૂઠાનો આ નિયમ અસ્તિત્વમાં આવ્યો હતો. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ફર્સ્ટ ઓર્ડર વરસાદી નેટવર્ક દ્વારા નોંધાયેલા વરસાદના પ્રમાણ (શાહી એકમોમાં) પરથી નોંધવામાં આવ્યું હતું કે વાવાઝોડાનો કુલ વરસાદ એક સરળ સમીકરણમાં બંધબેસે છેઃ 100 ભાગ્યા ગાંઠમાં ગતિની ઝડપ. આ નિયમ અન્ય દેશોમાં પણ કામ કરે છે, જ્યાં સુધી ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત આગળ વધી રહ્યું હોય અને માત્ર પ્રથમ ક્રમ અથવા સિનોપ્ટિક સ્ટેશન નેટવર્ક (લગભગ અંતરવાળા અવલોકનો સાથે) નો ઉપયોગ તોફાનનો સરવાળો મેળવવા માટે થાય છે. કેનેડા ક્રાફ્ટ નિયમના સુધારેલા સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરે છે જે પરિણામોને બે પરિબળો દ્વારા વિભાજિત કરે છે, જે એટલાન્ટિક કેનેડાની આસપાસ જોવા મળતા નીચલા દરિયાની સપાટીના તાપમાન અને તેમના ઉત્તરીય અક્ષાંશો પર ઊભી પવનના દબાણમાંથી પસાર થતી પ્રણાલીઓના પ્રસારને ધ્યાનમાં લે છે. આ નિયમની મુખ્ય સમસ્યા એ છે કે વરસાદનું નિરીક્ષણ કરતું નેટવર્ક સિનોપ્ટિક રિપોર્ટિંગ નેટવર્ક અથવા ફર્સ્ટ ઓર્ડર સ્ટેશન નેટવર્ક કરતાં વધુ ગાઢ છે, જેનો અર્થ છે કે સંપૂર્ણ મહત્તમને ઓછો અંદાજ આપવામાં આવે તેવી શક્યતા છે. બીજી સમસ્યા એ છે કે તે ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત અથવા ભૌગોલિક આકારને ધ્યાનમાં લેતું નથી. આ પણ જુઓ ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતની આગાહી ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત નિરીક્ષણ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ CLIQR સાધન-ઉત્તર અમેરિકા અને પ્યુઅર્ટો રિકો ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાત હવામાનશાસ્ત્ર નજીક ચાલી રહેલા ઉષ્ણકટિબંધીય ચક્રવાતો સાથે ઐતિહાસિક મેળ ખાય છે.