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EVALUACIÓN DE LA AMENAZA POR CICLONES TROPICALES GABRIEL ANDRÉS BERNAL GRANADOS, Ph.D.

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EVALUACIÓN DE LA AMENAZA POR CICLONES TROPICALES

GABRIEL ANDRÉS BERNAL GRANADOS, Ph.D.

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Los ciclones tropicales son sistemas de tormentas caracterizados por una

circulación cerrada alrededor de un centro de baja presión y que produce

fuertes vientos y abundante lluvia.

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Sus efectos son catastróficos pues son eventos que pueden generar un nivel

muy alto de pérdidas a lo largo de una región muy amplia.

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Para clasificar la magnitud de los ciclones tropicales, se emplea

principalmente la escala Saffir-Simpson.

Las distintas etapas del desarrollo de los ciclones tropicales están definidas

por la "velocidad sostenida" de los vientos, es decir la velocidad del viento que

se mantienen por lo menos durante un minuto, cerca del centro del sistema.

Tipo Categoría Presión

Velocidad del viento

Marea Potencialidad de Daño

Color

(mbar) (knot) (mph) (ft)

Depresión Tropical TD - < 34 < 39 - - Verde

Tormenta tropical TS - 34-63 39-73 - - Amarillo

Huracán 1 > 980 64-82 74-95 4-5 Destructivo Rojo

Huracán 2 965-980 83-95 96-110 6-8 Muy destructivo

Rojo claro

Huracán 3 945-965 96-112 111-130 9-12 Altamente destructivo

Magenta

Huracán 4 920-945 113-135 131-155 13-18 Enormemente destructivo

Magenta claro

Huracán 5 < 920 >135 >155 >18 El más destructivo

Blanco

Clasificación de la magnitud

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Más mortífero Ciclón Bhola (SS 3)

Temporada del Océano Índico de 1970

Antiguo Pakistán Oriental (actual Bangladesh)

500.000 personas fallecidas

Ciclones destacados

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Más grande Tifón Tip (SS 5)

Temporada del Océano Pacífico de 1979

Diámetro récord de 2.200 Km

Velocidad sostenida máxima de 305 Km/h

Ciclones destacados

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Más intenso Huracán Vilma (SS 5)

Temporada del Océano Atlántico de 2005

Velocidad sostenida máxima de 320 Km/h

Ciclones destacados

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Más costoso Huracán Katrina (SS 5)

Temporada del Océano Atlántico de 2005

Pérdidas (sólo en Estados Unidos) de USD 108,000 millones

2500 personas fallecidas

Ciclones destacados

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Junio-NoviembreMayo-noviembreAbril- Junio

Septiembre-DiciembreJulio - Noviembre

Noviembre - Mayo Noviembre - Mayo

Noviembre - Mayo

Regiones y temporadas

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¿Cuáles son los efectos calculados del huracán y sus medidas de

intensidad?

Velocidad del viento: Se calcula la velocidad pico de ráfagas de 3

segundos de duración. Se mide en Km/h.

Marea de tormenta: Se calcula el incremento en el nivel del mar y la

extensión de la inundación causada a lo largo de zonas costeras. Se mide

en metros.

Intensidad de la amenaza

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Viento

Intensidad de la amenaza

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Marea de tormenta

Intensidad de la amenaza

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Base de datos IBTrACS, NOAA

De1842 a 2013

IBTrACS contiene la siguiente información:

Fecha del registro (hora, día, mes y año).

Presión central del ciclón

Ubicación geográfica (latitud, longitud).

Máxima velocidad sostenida del viento en 1 minuto

Se seleccionaron 2594 ciclones históricos.

Trayectorias históricas

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Trayectorias históricas

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SRTM de NASA; resolución de 90 metros

Topografía

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Áreas urbanas a nivel mundial (SEDAC)

Rugosidad de la superficie

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GEBCO; 30 segundos

Batimetría

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Los cálculos son realizados para cada

una de las trayectorias históricas.

Una familia de 100 trayectorias “hijas”

se genera mediante la perturbación de

cada trayectoria histórica usando un

proceso bi-dimensional de Wiener.

Se calculan campos de viento y marea

de tormenta en para cada trayectoria

hija.

Los 100 campos de amenaza son

usados para calcular los momentos de

probabilidad de la velocidad del viento

y el tirante de inundación por marea de

tormenta.

Este análisis se repite para todos los ciclones históricos.

El resultado final de la amenaza es el conjunto de los campos probabilistas de viento y

marea de tormenta asociados a la trayectorias históricas.

La amenaza por ciclones tropicales se calcula con el software TCHM (Bernal, 2014)

Evaluación de la amenaza

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La amenaza es representada mediante un conjunto de escenarios, y almacenada en

formato .AME

Escenarios de la

cuenca del Océano

Atlántico Norte Mutuamente excluyentes

Colectivamente exhaustivos

Estos escenarios (event0s) son:

Representación probabilista de la

amenaza:

Frecuencia anual de ocurrencia

(probabilidad temporal)

Mallas de momentos de probabilidad

(probabilidad espacial)

Representación de la amenaza

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Tasa de excedencia

de intensidad

Sumatoria para todos

los eventos

Probabilidad de excedencia de

la intensidad, condicional a la

ocurrencia del evento

Frecuencia anual de

ocurrencia del evento

Medida de intensidad

E

i

Ni

i

Ei FEaAav1

)|Pr(

Integración de la amenaza

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Exce

ed

ace

rat

e

Intensity measure

T = 100 años

T =500 años

T = 1000 años

n = 0.01

n = 0.002

n = 0.001

Mapas de amenaza para diferentes periodos de

retorno

Curva de excedencia de intensidad en cada

punto de cálculo

Medida de intensidad

Tasa

de

exc

ed

enci

a (1

/añ

o)

Integración de la amenaza

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25 años; [Km/h]

Amenaza por vientos fuertes

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50 años; [Km/h]

Amenaza por vientos fuertes

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100 años; [Km/h]

Amenaza por vientos fuertes

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250 años; [Km/h]

Amenaza por vientos fuertes

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10 años; [m]

Amenaza por marea de tormenta

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25 años; [m]

Amenaza por marea de tormenta

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50 años; [m]

Amenaza por marea de tormenta

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100 años; [m]

Amenaza por marea de tormenta

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250 años; [m]

Amenaza por marea de tormenta

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NRCM (Nested Regional Climate Model)

Weather & Research Forecasting (WRF)

Community Climate System Model (CCSM)

Modelación incluyendo el

efecto del cambio climático

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Análisis futuro

Las trayectorias posibles futuras fueron definidas por NCAR

mediante la modelación en NRCM.

NCAR simuló los siguientes periodos: 2020-2030, 2045-2055

Los periodos restantes (2014-2019, 2031-2044) fueron

completados usando trayectorias perturbadas y relaciones

estadísticas entre la ocurrencia de ciclones tropicales y la

Oscilación Multidecadal del Atlántico.

Modelación incluyendo el

efecto del cambio climático

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2014-2019 2020-2030

2031-2044 2045-2055

Catálogo de trayectorias

futuras

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0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250

Win

d v

elo

city

[km

/h]

Return period [years]

Historical Future

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250

Win

d v

elo

city

[km

/h]

Return period [years]

Historical Future

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250

Win

d v

elo

city

[km

/h]

Return period [years]

Historical Future

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250

Win

d v

elo

city

[km

/h]

Return period [years]

Historical Future

Ciudad de Belice Tegucigalpa

Miami Nassau

Variación en la amenaza por

efecto del cambio climático