Off track:Hvordan storme vil svinge i en varmere verden

Under de globale klimaændringer, Jordens klimazoner vil skifte mod polerne. Dette er ikke kun en fremtidsforudsigelse; det er en tendens, der allerede er blevet observeret i de seneste årtier. Det tørre, semi-tørre områder udvider sig til højere breddegrader, og tempereret, regnfulde områder migrerer mod polen. I et papir, der for nylig blev offentliggjort i Natur Geovidenskab , Forskere fra Weizmann Institute of Science giver ny indsigt i dette fænomen ved at opdage, at storme på mellembreddegrad styres længere mod polerne i et varmere klima. Deres analyse, som også afslørede de fysiske mekanismer, der styrer dette fænomen, involveret en unik tilgang, der sporede udviklingen af ​​lavtryksvejrsystemer både udefra - i deres bevægelse rundt om kloden - og indefra - ved at analysere stormenes dynamik.

Prof. Yohai Kaspi fra Instituttets afdeling for Jord- og Planetvidenskab forklarer, at Jordens klimazoner groft følger breddebånd. Storme bevæger sig for det meste rundt på kloden i foretrukne områder kaldet "stormspor, " dannes over havet og generelt bevæger sig mod øst og noget polead langs disse stier. Således, en storm, der dannes i Atlanterhavet ud for USA's østkyst på en bredde på omkring 40N, vil nå Europa i området omkring 50N. Indtil for nylig, imidlertid, denne tilbøjelighed til at bevæge sig i retning af den nærmeste pæl var ikke rigtig forstået. Dr. Talia Tamarin i Kaspis gruppe løste dette grundlæggende spørgsmål i sin doktorgradsforskning.

Kaspi:"Fra de eksisterende klimamodeller, man kan observere de gennemsnitlige stormspor, men det er svært at bevise årsag og virkning fra disse. De viser os kun, hvor der er relativt flere eller færre storme. En anden tilgang er at følge individuelle storme; imidlertid, vi må håndtere kaotiske, støjende systemer, der er stærkt afhængige af startforholdene, hvilket betyder, at ingen storm er nøjagtig som en anden. Talia udviklede en metode, der kombinerer disse to tilgange. Hun anvendte en stormsporingsalgoritme til forenklede atmosfæriske cirkulationsmodeller, hvor tusindvis af storme genereres, dermed eliminerer afhængigheden af ​​startbetingelser. Dette gjorde det muligt for hende at forstå, hvordan sådanne storme udvikler sig over tid og rum, og hvad der styrer deres bevægelse." Selv sådanne forenklede modeller involverer beregninger, der kræver flere dages beregning i en af ​​Weizmann Instituttets kraftfulde computerklynger.

I nærværende undersøgelse, at forstå, hvordan stormenes bevægelser kan ændre sig i en varmere verden, Tamarin og Kaspi anvendte den samme metode til fuld-kompleksitetssimuleringer af forudsigelser om klimaændringer. Deres analyse viste, at stormsporenes tendens til at svinge i retning af polerne forstærkes under varmere forhold. De opdagede, at to processer er ansvarlige for dette fænomen. Den ene er forbundet med den lodrette struktur og cirkulation nær toppen af ​​disse vejrsystemer. En bestemt type flow, som er nødvendig for at de kan vokse, styrer også stormene mod polen, og disse strømme forventes at blive stærkere, når gennemsnitstemperaturerne stiger.

Den anden proces er forbundet med den energi, der er bundet op i vanddampen i sådanne storme. I den globale opvarmning, den varmere luft vil indeholde mere vanddamp, og dermed frigives mere energi, når dampen kondenserer til dråber. "Den lækreste, vådeste luft cirkulerer op ad stormens østlige flanke - til den nordlige side - og frigiver energi der, " siger Tamarin. "Denne proces skubber stormen nordpå (eller sydpå på den sydlige halvkugle), og denne effekt vil også være stærkere i et varmere klima."

Modellerne for klimaændringer forudsiger, at hvis den gennemsnitlige globale temperatur stiger med fire grader i løbet af de næste 100 år, storme vil afvige mod polen fra deres nuværende spor med to breddegrader. Forskningen udført ved Weizmann Institute of Science viser, at en del af dette vil være på grund af den mekanisme, de demonstrerede, og den anden del er knyttet til det faktum, at storme er født på en højere breddegrad i en varmere verden. "Den model Talia udviklede giver os både kvalitativ information om de mekanismer, der styrer storme mod polerne, og kvantitative midler til at forudsige, hvordan disse vil ændre sig i fremtiden, " siger Kaspi. "Selvom to grader måske ikke lyder af meget, den resulterende afvigelse i temperatur- og regnmønstre vil have en betydelig effekt på klimazoner, " tilføjer han.