Joaquin: de eerste orkaan in het Atlantisch Bassin van 2015


Joaquin: de eerste orkaan in het Atlantisch Bassin van 2015

Het orkaanseizoen van 2015 boven het Atlantisch Bassin heeft zich vooralsnog geuit op een enorm rustige manier, met een daverend "record" in het aantal orkanen. We spreken wel over een record, maar eigenlijk moeten we dit interpreteren in de omgekeerde zin. Het is namelijk meer dan 10 jaar geleden dat er zich een seizoen heeft aangeboden die geen ènkele orkaan boven het Atlantisch Bassin heeft gehad. Tot nu toe, zag het er naar uit dat het terug zo een vaart zou gaan lopen... Maar het systeem Joaquin dacht daar anders over.


Wanneer we de historie van Joaquin bekijken, zien we dat deze zich nèt ten noorden van de Bahama's heeft ontwikkeld, en sindsdien ook een naam heeft gekregen. Het systeem heeft tot nu toe ook geen mooi recht pad gevolgd, wat zich reflecteert in de scherpe draai naar het ZO, iets na 36u in de levenscyclus nadat de naam werd toegekend. Ten tijde van dit image heeft de cycloon een levensduur van ongeveer een 144 uur, wat omgerekend betekent dat de cycloon reeds 6 dagen onder de naam Joaquin in de omgeving van de Bahama's tekeer gaat.

Observed track

Afgaand op een simpele extrapolatie van de witte curve, zien we dat de cycloon op weg is om een rechtstreekse collisie met de eilandengroep aan te gaan. Met name Puerto Rico, De Dominicaanse republiek & Haïti bevinden zich ten tijde van dit schrijven in het pad van dit systeem. De eilandengroep zal dus op dit moment gebukt beginnen gaan onder heel hoge windstoten, overvloedige regen en mogelijks kust-erosie. Kijken we naar een closeup van het systeem door het 10.7µm & 6.5µm spectrum zullen we dit systeem wat dieper analyseren.

Joaquin enhanced infrared closeup

Aanschouwen we het bovenstaande image, zien we geen echte symmetrische vorm in het systeem. Ook zien we (in deze spectra) geen volledig gesloten oog, en dus natuurlijk geen volwaardige "eyewall". Nu... Hoe dit systeem zich zal ontwikkelen en of het een volwaardig oog, eyewall en een (quasi) symmetrische vorm zal aannemen is nog de vraag. Wat we daarentegen wèl mogen verwachten is dat Joanquin in kracht zal toenemen. Waarom we dit mogen verwachten komt hieronder aan bod, maar zelfs nu zien we reeds aan onze geäugmenteerde satelliet-imagery dat er in de kern reeds hevige convectie plaatsvindt, waarmee dus de motor in de vorm van de vrijlating van latente warmte (warmte die vrijkomt door het condenseren van wolkendeeltjes) nog steeds gezond is. Als resultaat weten we dus dat - ten tijde van dit schrijven - de warme kern volstrekt intact is.

Uiteraard zien we de hevige convectie gereflecteerd worden in de cloud-top temperatuur-range van -70° tot zelfs -85°C, in combinatie met het centrum van vorticiteit in de vorm van de "S"-vormige paarse cloudtops in de kern van het systeem. Daarbovenop zien we aan de noordflank van Joaquin uitwaarts propagerende golven, die een aanduiding zijn van upper level divergentie, dewelke op zijn beurt een reflectie is van de convergentie onderaan het systeem en het befaamde convergentie-divergentie koppel actief is.

Joaquin enhanced watervapor closeup

Kijken we naar het GOES-East, 6.5µm Enhanced watervapor beeld zien we terug dezelfde zaken, maar ditmaal in een ander spectrum. Hier zien we ook duidelijk de afwezigheid van een oog en dus ook een "eyewall", maar hier zijn de spiraalarmen duidelijker op te merken. Vooral aan de noordflank van het systeem zien we deze goed wanneer we de curvende lijn van koudere cloudtop-temperaturen volgen van het NO naar het N, om zo langs de zuidwestflank om Joaquin heen te krullen. Wat ook duidelijker is in dit beeld is de typische zaagtand-structuur, waarmee de subtielere spiraalarmen zich ook beginnen tonen.

Nu... het globale traject van dit syteem lijkt behoorlijk straightforward te zijn, zeker aangezien de majoriteit van de berekeningen een markante afbuiging naar het noorden voorzien. Zowat elke berekening toont dit aan, met uitzondering van 1 berekening, wat in de onderstaande image met reden niet wordt getoond. De kans dat dit systeem dan ook naar het ZO verder zal afbuigen is èrg klein.

Joaquin tracks

Bovenstaande image toont de markante afbuiging naar het noorden als geen ander aan, waarbij het ensemble van het globale traject inderdaad voor die noordelijke afbuiging gaat. Kijken we daarentegen naar de spreiding van de verschillende berekeningen, kunnen we 2 dingen opmerken. Als eerste zien we dat de spreiding tussen alle berekeningen behoorlijk groot (of breed) is. Het tweede dat men kan opmerken is dat er zich kennelijk een maximum bevindt waarbij zeker 2/3 van de berekeningen een landfall voorziet in de buurt van Noord of Zuid-Carolina, iets wat zich gisteren ook reeds toonde in onze post op de facebook-page van Stormplatform.

Het ander deel voorziet daarentegen nog steeds een afbuiging naar het N tot wel NNO, waardoor het systeem zich in dat geval eerder boven het Atlantisch Bassin zal begeven... Alhoewel dit laatste scenario uiteraard de beste is voor de bewoners van de oostkust, zullen die gebieden op een of ander manier toch mogelijks met dit systeem te maken krijgen. Zij het onder de vorm van een verhoging in windsnelheid, overvloedige neerslag of een stijging in het waterpeil. Het precieze traject is dus nog niet met een 100% zekerheid vast te pinnen maar globaal gezien lijkt de oostkust van de VS zich toch terecht in enige waakzaamheid te vertoeven.

Met de bovenstaande trajecten in het achterhoofd is het belangrijk de onderstaande image te consulteren, aangezien men als meteoroloog wenst te weten wat dit systeem in het noordelijke traject zal doen. Verwachten we een afzwakking van het systeem en een aftakeling van de structuur en de stabiliteit van de vortex? Of dienen we eerder te anticiperen op een versterking? Nuja, het antwoord op deze vraag werd hier reeds als immense "spoiler" naar voor gebracht, maar de vraag van aftakeling of intensifiëring circuleert en moet altijd in het hoofd van een meteroloog circuleren om op een juiste en correcte manier aan forecasten te doen.

Joaquin analysed SST

Belangrijk voor de formatie en het onderhoud van een tropisch systeem is de temperatuur van het zeewater. Als de temperatuur van het zeewater hoog genoeg is, wordt het voor waterstofdeeltjes gemakkelijker om uit hun vloeibare gevangenis te ontsnappen en gebeurt er langs het wateroppervlak van de oceaan gemakkelijker een transitie van vloeistof naar gasvorm. Die vochtigheid is dan ook van groot belang voor het creëren van convectie en op zijn beurt dan ook voor het genereren van latente warmte tijdens het condensatie proces. Het spreekt dan ook voor zich dat als er meer vochtigheid in de atmosfeer aanwezig is, er meer vochtigheid voor handen is dat kàn condenseren. De logica is hierin niet ver te zoeken.

Kijken we naar de SST's (of in lange vorm de Sea Surface Temperatures), dewelke wij gemaakt hebben met de ruwe datasets van NASA zien we dat de geobserveerde zeewatertemperatuur gisteren zich tussen de 25 en de 30 °C bevindt. Ten tijde van bovenstaande SST-IR composite zien we dat de cycloon zich handhaaft in de regio van ongeveer een 29 - 30°C. Aangezien de drempelwaarde die aangenomen wordt om een constructieve bijdrage te hebben aan de formatie en het onderhoud van tropische systemen een 26 - 27°C bedraagt, zit het systeem daar mooi boven.

Met de trajecten in het achterhoofd, weten we ondetussen dat dit systeem zich markant zal afbuigen richting het noorden. Spiegelen we dit aan de SST's die tot diep in het noordelijk traject tot boven de drempelwaarde liggen, zegt de logica ons ook dat een constructief onderhoud en zelfs een versterking van dit systeem erg plausibel is.

Joaquin MSLP GFS

Wanneer we de huidige luchtdruk in de kern - zoals die door het GFS model wordt berekend - aanschouwen komen we uit op een 990mb. Aangezien de locatie van de forecast èrg accuraat is, lijkt het er op dat het GFS model deze situatie erg goed onder controle lijkt te hebben, waardoor de toekomstige berekeningen van het GFS model, mogelijks een juiste "outcome" kunnen bieden. In dit geval bekijken wij liever wat de verschillende tropische calculaties ons weten te zeggen, aangezien we dit onde vorm van een soort pluim kunnen zien. Geen pluim zolas wij die kennen met een gefixeerd coördinatensysteem, zoals "De Bilt" bevoorbeeld, maar een bewegend framework: namelijk meetrekkend met het systeem. (We noemen dit trouwens een Lagrangiaanse forecast.)

Onderstaand diagram toont ons de forecast van de verschillende berekeningen, die in de image met de track-calculaties op kaart worden getoond. Ditmaal staan ze daarentegen in een diagram, dat op de X-as de timestamp van de foreast toont, en op de Y-as de minimale luchtdruk wordt weergegeven. Elke lijn is een member in de forecast, en we interpereren dit als telkens een tijdsinterval verder in de toekomst, waarbij elke member de minimale luchtruk aanduidt in de kern van het systeem. We reizen dus als het ware met de kern van het systeem mee in de tijd, hoe verder we naar rechts gaan.

Min pressure Joaquin logo

In bovenstaande image zien we dus per member een forecast van de minimum luchtdruk, dit in de kern van het systeem. Wetend dat we een noordelijke afbuiging mogen anticiperen en dat het traject Joaquin nog steeds in een SST-regime stuurt die constructief is voor diens verdere ontwikkeling mag het diagram ook geen verrassing zijn. Zowat elke member ziet een intensifiëring als een logisch gevolg, wat zich duidelijk reflecteert in het verlagen van de luchtdruk met tijd. De markente stijging die sommige members aanduiden is het moment, waar de cycloon de ingrediënten voor een verder onderhoud kwijt geraakt, en de meest steile curves reflecteren dan ook een "landfall", daar het op dat moment enorm snel van de bron wegtrekt: van zee naar land. Hierdoor krijgt het systeem geen toevoer meer van vochtigheid, en valt de motor in een erg snel tempo stil.

Hetzelfde zien we gereflecteerd in het onderstaande image, waar we analoog aan het vorige voorbeeld ook een lagrangiaanse forecast zien, maar ditmaal met de focus op de maximale windsnelheden.

Max windspeed Joaquin logo

Bovenstaand image toont ons dat de windsnelheden in deze lagrangiaanse pluim niet lijken af te bouwen, maar eerder een klim suggereren in hun maxima. Leggen we beide /images naast elkaar zien we trouwens goed dat dit overeen komt met de verdieping van de luchtdruk. Ook zien we dat de sterkste stijging van windsnelheden, nèt die members zijn die de diepste luchtdruk-val in het vorige diagram suggeren. Beide zijn dan ook sterk gerelateerd aan elkaar. Daarbovenop zien we ook een markante daling van de windsnelheden, waarmee de meest steile snelheidsval wederom een landfall suggereert. Een zachte daling van intensiteit zou ook een meer gestage daling in windsnelheden en stijging in luchtdruk suggereren en het systeem zou dan ook zachtjes aan ontdaan worden van de eigenschappen waarin het kan onderhouden blijven, zoals de daling van SST's waarbij het systeem bijvoorbeeld verder en verder van het warmere zeewater weg trekt. Hier is de daling van de windsnelheden en de stijging van de luchtdruk te abrupt, waardoor je eerder aan een "landfall" kan denken.

Om af te sluiten spiegelen we de diagrammen (en vooral het laatste diagram) eens aan de kaart-versie van dezelfde forecast. Nagenoeg elke track in deze kaart toont ook aan wat we daarnet hebben besproken. Ik heb om dit duidelijk te maken, een algoritme toegepast dat de tracks kan inkleuren naar hun maximale windsnelheden waardoor we aan de kleur-gradiënten duidelijk kunnen zien wat een plausibel scenario kan zijn in het noordelijk traject van Joaquin.

Joaquin trackscoloredbywindspeed

Op dit image valt het duidelijk op dat er dicht bij de kern van het systeem een koelere kleur overheerst, terwijl het in diens noordelijk traject overgaat naar de warmere kleuren, die dan ook hogere windsnelheden voorstellen. Dit gegeven is perfect in lijn met wat het diagram zegt, dit zowel in de vorm van de drukval als de klim in windsnelheid. Ook zien we de markante terugval in windsnelheden, wanneer we Joaquin volgen in diens collisie-traject(en) met de "Carolina's". Volgen we daarentegen het traject langs de zee, zien we een gestagere daling van de windsnelheden, aangezien we dan kunnen anticiperen dat dit systeem zich in koelere zeewatertemperaturen begint te begeven en er dus minder vochtigheid voor handen is.

Het precieze verhaal van Joaquin is dus in grote lijnen reeds geschreven, waarbij de "grote lijnen" zich momenteel lijken te beperken tot een noordelijk traject en dat het systeem aan kracht zal winnen. Over een meer preciezer traject, durven wij momenteel nog niets te zeggen, aangezien de spreiding in de berekeningen nog relatief groot is. Zien we tot (en met) morgen nog consistentie, dan mogen we er meer en meer zekerder van zijn dat de oost-kust zich mag opmaken voor een "landfall" met zware windstoten, overvloedige neerslag, en een mogelijke stormsurge. De impact van deze laatste is sterk afhankelijk van de precieze locatie waar het systeem aan wal gaat (als dat al gebeurt). Gebeurt dat in de buurt van de "Carolinas", zien we een bolle kustlijn en is er dus geen funnel-effect. Zien we daarentegen een holle kustlijn, zoals in de case van Sandy bestaat er meer kans op waterophoping en is de dreiging van een erg schadelijke "stormsurge" natuurlijk groter.

Eén ding is alvast duidelijk. Het wordt een interessante en spannende tijd voor de mensen van de VS-oostkust.