Banebrydende inden for orkanmodellering

Klimaforskere ved Columbia University har udviklet en ny, global orkanmodel til at estimere den langsigtede fare for sjældne, storme med stor indvirkning under forskellige klimascenarier. Modellen bruger en ny tilgang til effektivt at simulere et stort antal storme rundt om i verden, især dem, der hurtigt intensiveres, såsom orkanerne Maria, Irma og Harvey. Forskerne håber, at det nye system vil føre til stormrisiko- og farevurderinger for større byer.

Projektgruppen, ledet af Chia-Ying Lee fra International Research Institute for Climate and Society, vil gøre modellen til open source, når arbejdet er afsluttet. Forskerne beskriver deres metode i et nyt papir i Journal of Advances in Modeling Earth Systems .

Den atlantiske orkansæson i 2017 var en af ​​de mest ødelæggende i amerikansk historie, forårsagede mere end $200 milliarder i skader, før det officielt sluttede den 30. november. Orkaner og tropiske storme rev også gennem Caribien og Golfkysten, ødelægger en række ø-nationer og territorier.

"Begivenheder som disse forårsager enorm skade, "siger Lee." Det er vigtigt, at vi har en nøjagtig forståelse af, hvordan faren ved disse begivenheder ændrer sig, når klimaet ændrer sig. "

Ligesom andre orkanmodeller, denne nye bruger historiske forhold til at simulere et stort antal realistiske, men syntetiske storme – mange flere storme, faktisk, end der faktisk er sket i de sidste 30 år.

"I bund og grund, vi kan generere en meget længere historie for at visualisere ting, der ikke er sket siden begyndelsen af ​​moderne observationer, men det kunne ske " siger medforfatter Adam Sobel, fra Columbias Lamont-Doherty Earth Observatory. "Dette giver os mulighed for at vurdere sandsynligheden for sjældne begivenheder, der ikke er til stede i den historiske optegnelse."

De fleste modeller, som den private sektor bruger, gør dette ved rent statistiske midler, generere nye storme kun baseret på spor fra historiske. Sådanne modeller kan ikke redegøre for det store miljø, hvor hver storm udviklede sig og udviklede sig. Så Columbia-teamet hentede inspiration fra en faremodel udviklet for ti år siden af ​​Kerry Emanuel, ved Massachusetts Institute of Technology. Hans er en statistisk-dynamisk model, hvilket betyder, at den bruger en kombination af fysik og statistik til at simulere hver syntetisk storm. Dynamiske modeller kan inkorporere klimadata i stor skala og kan derfor reagere på skiftende miljøforhold såsom klimaændringer. Imidlertid, at køre disse simuleringer er meget dyrt og tidskrævende.

Den model, som Lee og hendes kolleger har skabt, trækker på denne hybride statistisk-dynamiske tilgang, men forudsiger stormens intensitet på en ny måde, inkorporerer en metode, som holdet udviklede i 2016, og som fanger hyppigheden af ​​større storme som orkanen Maria og den måde, de hurtigt intensiveres. Deres modelleringsmetode er også meget effektiv til at simulere et stort antal storme rundt om i verden, som giver mulighed for omfattende farevurderinger.

"Nu kan vi studere orkanrisiko, globalt og på en måde, der er direkte relevant for påvirkninger, "Sobel siger." Indtil nu, kun meget dyre dynamiske modeller kunne gøre dette, så vi åbner en masse nye muligheder, for os og andre."

regeringer, finansielle institutioner, ikke-statslige organisationer og endda individuelle husholdninger kan drage fordel af forbedret farevurdering. For eksempel, institutioner kan generere sandsynlighedskort, der viser oddsene for, at forskellige steder vil opleve en større orkan i det næste år, siger Chia-Ying Lee. "Vi vil også være i stand til at generere lokale farevurderinger centreret om individuelle byer, og disse kan potentielt placeres på interaktive hjemmesider med offentlig adgang.

Når projektet slutter i 2020, alle vil være i stand til at downloade og køre modellen. Sobel håber, at dette vil stimulere andre til at hjælpe med at forbedre deres arbejde.

"Som videnskabsmænd, der stræber efter at gøre vores forskning nyttig og værdifuld i den bredere verden, vi ønskede at udvikle en model, der ikke kun ville give os mulighed for at studere orkanrisiko, men vil også give andre mulighed for at gøre det, hvad enten det er til akademisk forskning, reduktion af katastroferisici, klimatilpasning eller ethvert andet formål."

Gruppen tilslutter i øjeblikket historiske data genereret fra en række globale klimamodeller for at se, hvor godt de kan reproducere tidligere orkansæsoner. Denne forståelse vil give dem mulighed for at justere modellen for at simulere fremtidige orkansæsoner. De planlægger at rapportere disse resultater i et kommende papir.