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EVALUACIÓN DE LA AMENAZA POR CICLONES TROPICALES
GABRIEL ANDRÉS BERNAL GRANADOS, Ph.D.
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.
Sus efectos son catastróficos pues son eventos que pueden generar un nivel
muy alto de pérdidas a lo largo de una región muy amplia.
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
Más mortífero Ciclón Bhola (SS 3)
Temporada del Océano Índico de 1970
Antiguo Pakistán Oriental (actual Bangladesh)
500.000 personas fallecidas
Ciclones destacados
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
Más intenso Huracán Vilma (SS 5)
Temporada del Océano Atlántico de 2005
Velocidad sostenida máxima de 320 Km/h
Ciclones destacados
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
Junio-NoviembreMayo-noviembreAbril- Junio
Septiembre-DiciembreJulio - Noviembre
Noviembre - Mayo Noviembre - Mayo
Noviembre - Mayo
Regiones y temporadas
¿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
Viento
Intensidad de la amenaza
Marea de tormenta
Intensidad de la amenaza
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
Trayectorias históricas
SRTM de NASA; resolución de 90 metros
Topografía
Áreas urbanas a nivel mundial (SEDAC)
Rugosidad de la superficie
GEBCO; 30 segundos
Batimetría
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
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
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
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
25 años; [Km/h]
Amenaza por vientos fuertes
50 años; [Km/h]
Amenaza por vientos fuertes
100 años; [Km/h]
Amenaza por vientos fuertes
250 años; [Km/h]
Amenaza por vientos fuertes
10 años; [m]
Amenaza por marea de tormenta
25 años; [m]
Amenaza por marea de tormenta
50 años; [m]
Amenaza por marea de tormenta
100 años; [m]
Amenaza por marea de tormenta
250 años; [m]
Amenaza por marea de tormenta
NRCM (Nested Regional Climate Model)
Weather & Research Forecasting (WRF)
Community Climate System Model (CCSM)
Modelación incluyendo el
efecto del cambio climático
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
2014-2019 2020-2030
2031-2044 2045-2055
Catálogo de trayectorias
futuras
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