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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.
Clasificación de la magnitud
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
(knot)
(mph)
< 34
< 39
Marea
(ft)
-
Potencialidad
de Daño
Color
-
Verde
Depresión Tropical
TD
(mbar)
-
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
Rojo claro
Huracán
3
945-965
96-112
111-130
9-12
Huracán
4
920-945
113-135
131-155
13-18
Huracán
5
< 920
>135
>155
>18
Muy
destructivo
Altamente
destructivo
Enormemente
destructivo
El más
destructivo
Magenta
Magenta claro
Blanco
Ciclones destacados
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
Regiones y temporadas
Mayo-noviembre
Junio-Noviembre
Abril- Junio
Septiembre-Diciembre
Julio - Noviembre
Noviembre - Mayo
Noviembre - Mayo
Noviembre - Mayo
Intensidad de la amenaza
¿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
Trayectorias históricas
 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
Topografía
SRTM de NASA; resolución de 90 metros
Rugosidad de la superficie
Áreas urbanas a nivel mundial (SEDAC)
Batimetría
GEBCO; 30 segundos
Evaluación de la amenaza
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)
Representación 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
Estos escenarios (event0s) son:
 Mutuamente excluyentes
 Colectivamente exhaustivos
Representación probabilista de la
amenaza:
 Frecuencia anual de ocurrencia
(probabilidad temporal)
 Mallas de momentos de probabilidad
(probabilidad espacial)
Integración de la amenaza
Probabilidad de excedencia de
la intensidad, condicional a la
ocurrencia del evento
Tasa de excedencia
de intensidad
va  
i N E
 Pr( A  a | E )  F
i
i 1
Ei
Medida de intensidad
Sumatoria para todos
los eventos
Frecuencia anual de
ocurrencia del evento
Integración de la amenaza
rate(1/año)
de excedencia
TasaExceedace
Curva de excedencia de intensidad en cada
punto de cálculo
Mapas de amenaza para diferentes periodos de
retorno
T = 100 años
n = 0.01
T =500 años
n = 0.002
T = 1000 años
n = 0.001
Medida de intensidad
Intensity measure
Amenaza por vientos fuertes
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 marea de tormenta
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]
Modelación incluyendo el
efecto del cambio climático
NRCM (Nested Regional Climate Model)
Community Climate System Model (CCSM)
Weather & Research Forecasting (WRF)
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.
Catálogo de trayectorias
futuras
2014-2019
2020-2030
2031-2044
2045-2055
Variación en la amenaza por
efecto del cambio climático
300
180
Ciudad de Belice
Tegucigalpa
160
250
Wind velocity [km/h]
Wind velocity [km/h]
140
200
150
100
120
100
80
60
40
50
20
0
0
0
50
100
150
200
250
0
50
Return period [years]
250
Historical
150
200
250
200
250
Return period [years]
300
Future
Nassau
Miami
Historical
Future
250
Wind velocity [km/h]
200
Wind velocity [km/h]
100
150
100
50
200
150
100
50
0
0
0
50
100
150
Return period [years]
Historical
Future
200
250
0
50
100
150
Return period [years]
Historical
Future