Modelado de pérdidas por tormentas de viento en un modelo climático – The Social Metwork

Los ciclones extratropicales causan grandes daños en toda Europa durante las temporadas de invierno. El daño de estos ciclones proviene principalmente de los fuertes vientos asociados. Los ciclones más intensos tienen ráfagas de más de 200 kilómetros por hora, lo que provoca daños sustanciales a la propiedad y la silvicultura; por ejemplo, la Gran Tormenta de 1987 arrancó aproximadamente 15 millones de árboles en una noche. La pérdida promedio de estas tormentas supera los $ 2 mil millones por año (Schwierz et al. 2010) y es superada solo por los huracanes del Atlántico a nivel mundial en términos de pérdidas aseguradas por peligros naturales. Sin embargo, los ciclones más severos como Lothar (26/12/1999) y Kyrill (18/1/2007) pueden causar pérdidas superiores a $10 mil millones (Munich Re, 2016). Una propiedad de los ciclones extratropicales es que tienden a agruparse (a llegar en grupos; véase el ejemplo en la Figura 1) y, en tales casos, estos impactos pueden aumentar considerablemente. Por ejemplo, Windstorm Lothar fue seguido solo un día después por Windstorm Martin y las dos tormentas combinadas causaron pérdidas de más de $ 15 mil millones. La dinámica atmosférica a gran escala asociada con los eventos de agrupamiento se ha discutido en una publicación de blog anterior y también en la literatura científica (Pinto et al., 2014; Priestley et al. 2017).

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Figura 1. Imagen satelital visible compuesta del 11 de febrero de 2014 de 4 ciclones extratropicales sobre el Atlántico Norte (en un círculo) (NASA).

Una gran parte de mi doctorado consistió en investigar exactamente qué tan importante es la agrupación de ciclones en las pérdidas en toda Europa durante el invierno. Para hacer esto, he utilizado 918 años de datos de modelos climáticos acoplados de alta resolución de HiGEM (Shaffrey et al., 2017) que proporciona una gran cantidad de temporadas de invierno y eventos de ciclones para el análisis.

Para entender cómo afecta la agrupación a las pérdidas, primero necesito saber cuántas pérdidas/daños están asociados con cada ciclón individual. Esto se hace usando una medida llamada Storm Severity Index (SSI – Leckebusch et al., 2008), que es un indicador de pérdidas que se basa en el campo de viento de 10 metros de los ciclones. El SSI es un buen indicador de la pérdida por tormentas de viento. En primer lugar, escala la velocidad del viento en cualquier lugar en particular por el 98el percentil de la climatología de la velocidad del viento en esa localidad. Esta escala garantiza que solo se consideren los vientos más severos en cualquier punto, ya que diferentes ubicaciones tienen diferentes perspectivas sobre lo que se clasificaría como ‘perjudicial’. Esta superación por encima de los 98el Luego, el percentil se eleva a la potencia de 3 debido a que el daño causado por el viento es una función altamente no lineal. Finalmente, aplicamos una ponderación de densidad de población a nuestros cálculos. Esta ponderación es necesaria porque una ráfaga hipotética de 40 m/s en Londres causará muchos más daños que la misma ráfaga en el extremo norte de Escandinavia, y la densidad de población es una buena aproximación de la densidad de bienes asegurados. En la Figura 2 se muestra un ejemplo del SSI que se ha calculado para Windstorm Lothar.

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Figura 2. (a) Huella del viento de Windstorm Lothar (25-27/12/1999) – velocidad del viento de 10 metros en contornos coloreados (m/s). La línea negra es la pista de Lothar con puntos cada 6 horas (puntos negros). (b) El campo SSI de Windstorm Lothar. Todos los datos de ERA-Interim.

En la Figura 2b puede ver cómo la mayor parte del daño causado por la tormenta Lothar se concentró en el centro/norte de Francia y también en el sur de Alemania. Esto se debe a que los vientos aquí fueron más extremos en relación con lo que es la climatología. A pesar de que los vientos son más fuertes en el Océano Atlántico Norte, la falta de propiedad asegurada y una velocidad media del viento invernal climatológica muy alta significa que no observamos pérdidas/daños causados ​​por la tormenta de viento Lothar en estos lugares.

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Figura 3. El SSI promedio para 918 años de datos HiGEM.

Puedo aplicar el SSI a todos los eventos de ciclones individuales en HiGEM y, por lo tanto, puedo construir una climatología de dónde ocurren las pérdidas por tormentas de viento. La Figura 3 muestra la pérdida promedio en los 918 años de HiGEM. Puede ver que las pérdidas se concentran en una banda desde el sur del Reino Unido hacia Polonia en dirección este. Esto cubre principalmente los países de Gran Bretaña, Bélgica, Holanda, Francia, Alemania y Dinamarca.

Esta publicación de blog presenta mi metodología para calcular e investigar las pérdidas asociadas con los ciclones extratropicales de la temporada de invierno. Trabajo en Priestley et al. (2018) utiliza esta metodología para investigar el papel de la agrupación en las pérdidas por tormentas de invierno.

Este trabajo ha sido financiado por SCENARIO NERC DTP y también copatrocinado por Aon Benfield.

Correo electrónico: mdkpriestley@pgr.reading.ac.uk

Referencias

Leckebusch, GC, Renggli, D. y Ulbrich, U. 2008. Desarrollo y aplicación de una medida objetiva de la severidad de las tormentas para la región del Atlántico nororiental. Meteorologische Zeitschrift. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2008/0323.

Múnich Re. 2016. Eventos de pérdida en Europa 1980 – 2015. Las 10 tormentas de invierno más costosas ordenadas por pérdidas totales. https://www.munichre.com/touch/naturalhazards/en/natcatservice/significant-natural-catastrophes/index.html

Pinto, JG, Gómara, I., Masato, G., Dacre, HF, Woollings, T. y Caballero, R. 2014. Dinámica a gran escala asociada con la agrupación de ciclones extratropicales que afectan a Europa Occidental. Revista de Investigación Geofísica: Atmósferas. https://doi.org/10.1002/2014JD022305.

Priestley, MDK, Dacre, HF, Shaffrey, LC, Hodges, KI y Pinto, JG 2018. El papel de la agrupación de tormentas de viento europeas para las pérdidas estacionales extremas según lo determinado a partir de un modelo climático de alta resolución. Nat. Peligros Earth Syst. ciencia Conversar., https://doi.org/10.5194/nhess-2018-165, en revisión.

Priestley, MDK, Pinto, JG, Dacre, HF y Shaffrey, LC 2017. Ruptura de olas de Rossby, chorro de nivel superior y agrupamiento en serie de ciclones extratropicales en Europa occidental. Cartas de investigación geofísica. https://doi.org/10.1002/2016GL071277.

Schwierz, C., Köllner-Heck, P., Zenklusen Mutter, E. et al. 2010. Modelado de pérdidas por tormentas de viento de invierno en Europa en el clima actual y futuro. Cambio climático. https://doi.org/10.1007/s10584-009-9712-1.

Shaffrey, LC, Hodson, D., Robson, J., Stevens, D., Hawkins, E., Polo, I., Stevens, I., Sutton, RT, Lister, G., Iwi, A., et al. . 2017. Predicciones decenales con el modelo climático acoplado global de alta resolución HiGEM: descripción y evaluación básica, Dinámica climática, https://doi.org/10.1007/s00382-016-3075-x.

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