Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Yderligere arktiske vejrdata øger prognosenøjagtigheden af ​​Japans kolde bølger

Kort over Arktis (øverste venstre figur) og observationspunkterne, hvor der blev udført meteorologiske observationer i øvre atmosfære (figur til højre). De indsamlede data rapporteres i realtid via Global Telecommunication System (GTS) og bruges til at lave vejrudsigter. Figuren nederst til venstre viser en tidsserie over antallet af observationer, der blev rapporteret med succes pr. dag. Kredit:NIPR/JAMSTEC

Et forskerhold bestående af medlemmer fra Japans National Institute of Polar Research, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), og andre organisationer udførte prognosesimuleringer af de kolde bølger, der ramte Japan og den nordamerikanske østkyst i februar 2015. Resultaterne viste, at yderligere data indsamlet det år gennem hyppigere observation af meteorologiske forhold i Arktis øvre atmosfære fra begge landbaserede forskningsstationer og forskningsfartøjet Lance de arktiske vinterfarvande forbedrede nøjagtigheden af ​​kolde bølgeudsigter.

I de seneste år, ekstreme vintervejrshændelser såsom kraftige snefald og strenge vintre har forekommet hyppigt i regioner som Østasien, Nordamerika og Europa. For eksempel, Japan oplevede en mild 2014/2015 vinter, da vinterens trykmønster i februar blev styrket. Med det kom rekordhøje snefald, til Hokuriku-regionen i særdeleshed. Minderne er stadig friske fra den ekstreme rekordhøje kuldebølge på -15°C, der ramte den nordamerikanske østkyst en uge senere, hvilket medførte betydelige konsekvenser for regionens befolkning, transportsystemer og økonomi.

For at minimere de ødelæggende virkninger af disse ekstreme vintervejrshændelser, nøjagtige prognoser for kolde bølger, der strømmer ind fra Arktis så tidligt som muligt, er bydende nødvendigt. Til det formål, det er langt at foretrække at have så mange meteorologiske observationsdata som muligt. Imidlertid, da indhentning af sådanne data involverer betydelige personalemæssige og økonomiske omkostninger, dets effektivitet skal fastslås.

En international forskningsgruppe ledet af Dr. Kazutoshi Sato og Dr. Jun Inoue fra NIPR, og Dr. Akira Yamazaki fra JAMSTEC, udført eksperimentelle simulerede prognoser for de kolde bølger i 2015, der ramte Japan den 9. februar og den nordamerikanske østkyst den 16. februar.

Trykmønstre ved overfladen (isobarer, hPa) og lufttemperaturer på omkring 1, 500 meter til den japanske kolde bølge (9. feb. 2015) og Nordamerikas kolde bølge (16. februar, 2015). Der er en vest-høj, øst-lavtryksmønster, og lavtrykstrug har udviklet sig til søs. Kredit:NIPR/JAMSTEC

Indsamlingen af ​​større end normalt mængder arktisk vintervejrdata i 2015 skyldtes to årsager:det norske forskningsfartøj Lance var i det arktiske hav og observerede og indsamlede meteorologiske data fra den øvre atmosfære, og hyppigheden af ​​observation og dataindsamling blev øget på nogle af de landbaserede observationsstationer omkring Arktis. Ved at bruge JAMSTEC's supercomputer, Earth Simulator, forskerholdet genskabte koldbølgeprognoser for to tilfælde:1) når der er hyppigere observationer og flere tilgængelige data end normalt (som i 2015) og 2) et "normalt" år med mindre dataindsamling fra landbaserede stationer og ingen yderligere tilgængelige forskningsressourcer.

Resultaterne af simuleringerne viste tydeligt, at de yderligere data indsamlet af Lance og hyppigere indsamling på landbaserede stationer forbedrede nøjagtigheden af ​​koldbølgeprognoser markant.

De yderligere data indsamlet i 2015 muliggjorde en væsentlig mere nøjagtig forståelse af dynamikken, der opstår i midten af ​​de kolde vinterluftmasser, der udvikler sig i den øvre atmosfære over det arktiske hav (polarhvirvelen), og de indledende forhold i atmosfæren, hvorfra ekstreme vintervejrshændelser opstår. En mere præcis vurdering af de indledende forhold forud for ekstreme vejrhændelser er uundværlig for at kunne foretage nøjagtige prognoseberegninger.

Lektor Inoue fra forskerholdet udtaler:"Dette indikerer, at meteorologisk observation i Arktis kan hjælpe med at reducere påvirkningen af ​​ekstreme vintervejrshændelser i områder på mellembreddegrad med koncentrerede befolkninger. Det forventes, at Japan fortsat vil bidrage aktivt til meteorologisk observation i Arktis."

De respektive overfladetryk og lufttemperaturfordelinger på omkring 1, 500 meter (øverst); gennemsnitstemperatur (potentiel temperatur) inden for de stiplede områder og vindhastighedens vertikale profil (nederst), for prognosen med yderligere observationer (venstre) og den "normale" prognose, eller prognose uden brug af yderligere observationsdata (til højre). I figurerne øverst, de sorte linjer viser de faktiske veje for lavt tryk; de tynde lyserøde linjer angiver stierne som prognose gennem flere forsøg (ensemble prognose). Prognosen med yderligere observationer stemmer nøje overens med den sorte linje, men stien og placeringen af ​​lavtrykstruget er væsentligt ude af den "normale" prognose, udviser høj usikkerhed (variationen i ensembleprognosen er stor). Kredit:NIPR/JAMSTEC




Varme artikler