Lightning activity accompanying tropical cyclones

Student: Rosická Kateřina
Supervisor: Ing. Ivana Kolmašová, Ph.D.
Consultant: Prof. RNDr. Ondřej Santolík, Dr.
Stav práce:

Abstract:

Tropické cyklóny jsou víry mohutných oblaků s průměrem řádově stovek kilometrů. V extrémních případech může rychlost větru v cyklóně dosahovat v nárazech až 300-400 km/h. Cyklóny jsou provázeny intenzivními srážkami způsobujícími na pevnině přívalové povodně či sesuvy půdy. Jevy provázející intenzivní cyklóny vedou často k obrovským ztrátám na majetku a životech. Dráha cyklón je poměrně dobře předpověditelná za pomocí družicových snímků, ovšem předpověď vývoje intenzity cyklón není zatím k dispozici s dostatečným časovým předstihem. Existují studie, které naznačují, že nejvyšší intenzita bleskové aktivity provázející cyklóny předchází její nejničivější fázi, a tedy by bylo možné použít sledování vývoje bleskové aktivity detekované bleskovými sítěmi k predikci vývoje síly cyklóny.

Cílem bakalářské práce bude porovnání cyklón z hlediska vlastností bleskových výbojů, které v cyklónách vznikají. Dalším cílem bude ověření platnosti hypotézy o možnosti predikce vývoje intenzity cyklón pomocí sledování bleskové aktivity v cyklónách v různých oblastech.

Zdrojem informací budou data z bleskové detekční sítě WWLLN (World Wide Lightning Location Network; k dispozici u vedoucího práce) a veřejně dostupná data z archivu International Best Track Archive for Climate Stewardship poskytovaného NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administation).

Součástí práce je studium existující literatury a sepsání jejího souhrnu. Na práci lze navázat v následném magisterském, případně doktorském studiu.

Zásady pro vypracování:

1. Studium literatury a sepsání přehledu výzkumu vlastností bleskových výbojů pozorovaných během vývoje tropických cyklón
2. Seznámení se s datovými produkty bleskové sítě WWLLN
3. Výběr vhodných cyklón a získání informací o jejich trajektorii a intenzitě
4. Sestavení programu, jehož výstupem budou seznamy bleskových výbojů a jejich energií detekovaných během vývoje jednotlivých cyklón bleskovou detekční sítí WWLLN
5. Analýza seznamů bleskových výbojů včetně jejich energií s cílem zjistit rozdíly mezi cyklónami na jižní či severní polokouli, cyklónami zasahujícími či nezasahujícímu pevninu, a rozdíly v intenzitě blesků v různých částech cyklón
6. Analýza časové souvislosti vývoje intenzity bleskové aktivity a intenzity cyklón
7. Porovnání výsledků s publikovanými studiemi

Seznam odborné literatury:

1. Rakov , V. A. and M. A. Uman, Lightning – Physics and effects, Cambridge University, Press, ISBN:9780521583275, 2003.
2. Corray, V., An Introduction to Lightning, Springer, ISBN 978-94-017-8938-7, 2015.
3. Colin Price, Mustafa Asfur and Yoav Yair, Maximum hurricane intensity preceded by
4. increase in lightning frequency, Nature Geoscience, published online: 6 april 2009 DOI: NGEO477
5. Zhang, W., Y. Zhang, D. Zheng, F. Wang, and L. Xu (2015), Relationship between lightning activity and tropical cyclone intensity over the northwest Pacific, J. Geophys. Res. Atmos., 120, 4072–4089, doi:10.1002/2014JD022334.
6. Ringhausen, J. S., & Bitzer, P. M. (2021). An in-depth analysis of lightning trends in hurricane harvey using satellite and ground-based measurements. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126, doi:10.1029/2020JD032859