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Regional Differences in the Spatial Patterns of North Atlantic Tropical Cyclone Rainbands Through Landfall

Regional Differences in the Spatial Patterns of North Atlantic Tropical Cyclone Rainbands Through... <p>Abstract:</p><p>Tropical cyclone (TC) precipitation impacts are difficult to predict due to rapid structural changes during landfall and few studies into how these changes vary regionally. This research examines spatial changes in light (0.254 mm h−1) and heavy (5 mm h−1) precipitation based on landfall location along the Atlantic and Gulf of Mexico coastlines using three spatial metrics: 1) area, 2) closure (proportion around storm center), and 3) dispersion (spread from storm center). Overall, we find that the largest spatial changes occur from landfall to 24 hours after landfall, likely due to eyewall breakdown. By subsetting TCs by landfall location, we find that heavy precipitation is more likely to become better organized in the approach to landfall in Gulf landfalling TCs. Post-landfall, Gulf storms decrease in size significantly, whereas Atlantic storms become asymmetrical but do not decrease in size. Extra-tropical transition (ET) versus dissipation after landfall does not explain these differences in precipitation around landfall. To further subset results, we apply a k-means clustering algorithm separately to the Gulf and Atlantic coastlines. We find that 5 mm h−1 dispersion increases in Atlantic clusters (<i>n</i> = 3) but decreases in Gulf clusters (<i>n</i> = 3), especially in the western Gulf TC cluster. Additional insight into the other metrics is limited due to small sample sizes. Future studies should examine the physical mechanisms responsible for these differences so that operational forecasters and emergency management can be better equipped to aid in public preparedness when TCs make landfall.</p><p>RESUMEN:</p><p>Los impactos de las precipitaciones de ciclones tropicales (CT) son difíciles de predecir debido a sus rápidos cambios estructurales durante la recalada. Pocos estudios examinan cómo estos cambios varían por región. Esta investigación examina los cambios espaciales en precipitación ligera (0.254 mm h−1) y fuerte (5 mm h−1) basada en la ubicación de la recalada en las costas del Atlántico y del Golfo de México utilizando tres métricas espaciales: 1) área, 2) cierre (proporción alrededor del centro de la tormenta) y 3) dispersión (propagación desde el centro de la tormenta). En general, encontramos que los cambios espaciales más grandes se producen desde la llegada a la tierra hasta 24 horas después de la llegada a la tierra, probablemente debido a una avería de la pared del ojo. Al subdividir los CT por la ubicación de aterrizaje, encontramos que es más probable que las fuertes precipitaciones se organicen mejor en el enfoque del aterrizaje en los CT de aterrizaje en el Golfo. Después de la caída de la tierra, las tormentas del Golfo disminuyen significativamente de tamaño, mientras que las tormentas del Atlántico se vuelven asimétricas pero no disminuyen de tamaño. La transición extratropical (ET) versus la disipación después de tocar tierra no explica estas diferencias en la precipitación en la tierra. Para obtener más resultados de los subconjuntos, aplicamos un algoritmo de agrupamiento de k-means por separado a las líneas costeras del Golfo y del Atlántico. Encontramos que la dispersión de 5 mm h−1 aumenta en los grupos del Atlántico (n = 3), pero disminuye en los grupos del Golfo (n = 3), especialmente en el grupo de CT del Golfo Occidental. La información adicional sobre las otras métricas es limitada debido a los tamaños de muestra pequeños. Los futuros estudios deben examinar los mecanismos físicos responsables de estas diferencias para que los pronosticadores operacionales y la gestión de emergencias puedan estar mejor equipados para ayudar en la preparación pública cuando los CT lleguen a la tierra.</p> http://www.deepdyve.com/assets/images/DeepDyve-Logo-lg.png Southeastern Geographer University of North Carolina Press

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Publisher
University of North Carolina Press
Copyright
Copyright © Southeastern Division of the American Association of Geographers
ISSN
1549-6929

Abstract

<p>Abstract:</p><p>Tropical cyclone (TC) precipitation impacts are difficult to predict due to rapid structural changes during landfall and few studies into how these changes vary regionally. This research examines spatial changes in light (0.254 mm h−1) and heavy (5 mm h−1) precipitation based on landfall location along the Atlantic and Gulf of Mexico coastlines using three spatial metrics: 1) area, 2) closure (proportion around storm center), and 3) dispersion (spread from storm center). Overall, we find that the largest spatial changes occur from landfall to 24 hours after landfall, likely due to eyewall breakdown. By subsetting TCs by landfall location, we find that heavy precipitation is more likely to become better organized in the approach to landfall in Gulf landfalling TCs. Post-landfall, Gulf storms decrease in size significantly, whereas Atlantic storms become asymmetrical but do not decrease in size. Extra-tropical transition (ET) versus dissipation after landfall does not explain these differences in precipitation around landfall. To further subset results, we apply a k-means clustering algorithm separately to the Gulf and Atlantic coastlines. We find that 5 mm h−1 dispersion increases in Atlantic clusters (<i>n</i> = 3) but decreases in Gulf clusters (<i>n</i> = 3), especially in the western Gulf TC cluster. Additional insight into the other metrics is limited due to small sample sizes. Future studies should examine the physical mechanisms responsible for these differences so that operational forecasters and emergency management can be better equipped to aid in public preparedness when TCs make landfall.</p><p>RESUMEN:</p><p>Los impactos de las precipitaciones de ciclones tropicales (CT) son difíciles de predecir debido a sus rápidos cambios estructurales durante la recalada. Pocos estudios examinan cómo estos cambios varían por región. Esta investigación examina los cambios espaciales en precipitación ligera (0.254 mm h−1) y fuerte (5 mm h−1) basada en la ubicación de la recalada en las costas del Atlántico y del Golfo de México utilizando tres métricas espaciales: 1) área, 2) cierre (proporción alrededor del centro de la tormenta) y 3) dispersión (propagación desde el centro de la tormenta). En general, encontramos que los cambios espaciales más grandes se producen desde la llegada a la tierra hasta 24 horas después de la llegada a la tierra, probablemente debido a una avería de la pared del ojo. Al subdividir los CT por la ubicación de aterrizaje, encontramos que es más probable que las fuertes precipitaciones se organicen mejor en el enfoque del aterrizaje en los CT de aterrizaje en el Golfo. Después de la caída de la tierra, las tormentas del Golfo disminuyen significativamente de tamaño, mientras que las tormentas del Atlántico se vuelven asimétricas pero no disminuyen de tamaño. La transición extratropical (ET) versus la disipación después de tocar tierra no explica estas diferencias en la precipitación en la tierra. Para obtener más resultados de los subconjuntos, aplicamos un algoritmo de agrupamiento de k-means por separado a las líneas costeras del Golfo y del Atlántico. Encontramos que la dispersión de 5 mm h−1 aumenta en los grupos del Atlántico (n = 3), pero disminuye en los grupos del Golfo (n = 3), especialmente en el grupo de CT del Golfo Occidental. La información adicional sobre las otras métricas es limitada debido a los tamaños de muestra pequeños. Los futuros estudios deben examinar los mecanismos físicos responsables de estas diferencias para que los pronosticadores operacionales y la gestión de emergencias puedan estar mejor equipados para ayudar en la preparación pública cuando los CT lleguen a la tierra.</p>

Journal

Southeastern Geographer – University of North Carolina Press

Published: Aug 8, 2019

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