Fjerne tropiske storme har krusningseffekter på vejret tæt på hjemmet

De berømte intense tropiske regnstorme langs Jordens ækvator forekommer tusindvis af miles fra USA. Men atmosfæriske videnskabsmænd ved, at som krusninger i en dam, tropisk vejr skaber kraftige bølger i atmosfæren, der rejser hele vejen til Nordamerika og har stor indflydelse på vejret i USA.

Disse fjerntliggende, indbyrdes forbundne vejrprocesser er afgørende for at gøre bedre, længerevarende vejrudsigter, end det er muligt i øjeblikket. Colorado State University atmosfæriske forskere, ledet af professorerne Libby Barnes og Eric Maloney, arbejder hårdt på at løse disse langsigtede prognoseudfordringer.

I et nyt blad i npj Klima og Atmosfærisk Videnskab , CSU-forskerne beskriver et gennembrud i at lave præcise forudsigelser af vejruger forude. De har skabt en empirisk model, der er fodret med omhyggelig analyse af 37 års historiske vejrdata. Deres model er centreret om forholdet mellem to velkendte globale vejrmønstre:Madden-Julian-oscillationen og den quasi-toårige oscillation.

Ifølge undersøgelsen ledet af tidligere kandidatforsker Bryan Mundhenk, modellen, ved at bruge begge disse fænomener, tillader dygtig forudsigelse af opførsel af større regnstorme, kaldet atmosfæriske floder, tre og op til fem uger i forvejen.

"Det er imponerende, i betragtning af, at de nuværende avancerede numeriske vejrmodeller, såsom NOA's Global Forecast System, eller det europæiske center for vejrudsigter i mellemdistancernes operationelle model, er kun dygtige op til en til to uger i forvejen, " siger papirmedforfatter Cory Baggett, en postdoc-forsker i Barnes og Maloney laboratorierne.

Forskernes hovedformål er at forbedre prognosekapaciteter inden for det vanskelige ingenmandsland med "undersæsonbestemte til sæsonbestemte" tidsskalaer:omkring tre uger til tre måneder ude. Forudsigelsesevner, der langt i forvejen kunne redde liv og levebrød, fra at slå alarm for oversvømmelser og mudderskred til at forberede landmændene på lange tørre sæsoner. Barnes leder også en føderal NOAA-taskforce til forbedring af undersæson- til sæsonbestemt prognose, med det mål at skærpe forudsigelser for orkaner, hedebølger, polarhvirvelen og mere.

Atmosfæriske floder er slet ikke floder

Atmosfæriske floder er ikke egentlige vandveje, men "floder i himlen, " ifølge forskere. De er intense vanddampfaner, der forårsager ekstrem nedbør, faner så store, at de ligner floder på satellitbilleder. Disse "floder" er ansvarlige for mere end halvdelen af ​​nedbøren i det vestlige USA.

Madden-Julian Oscillationen er en klynge af regnstorme, der bevæger sig østpå langs Ækvator over 30 til 60 dage. Placeringen af ​​oscillationen bestemmer, hvor atmosfæriske bølger vil dannes, og deres eventuelle indflydelse på f.eks. Californien. I tidligere arbejde, forskerne har afsløret nøglestadier af Madden-Julian-oscillationen, der påvirker vejret langt væk, herunder atmosfæriske floder.

Siddende over Madden-Julian Oscillationen er et meget forudsigeligt vindmønster kaldet den kvasi-biennale oscillation. over to-tre-årige perioder, vindene skifter mod øst, vest og tilbage mod øst igen, og næsten aldrig afvige. Dette mønster påvirker direkte Madden-Julian Oscillationen, og dermed indirekte påvirker vejret hele vejen til Californien og videre.

QBO betyder noget

CSU-forskerne skabte en model, der nøjagtigt kan forudsige atmosfærisk flodaktivitet i det vestlige USA om tre uger. Dens input inkluderer den nuværende tilstand af Madden-Julian-oscillationen og den kvasi-toårige oscillation. Ved at bruge information om, hvordan atmosfæriske floder tidligere har opført sig som reaktion på disse svingninger, de fandt ud af, at den kvasi-toårige oscillation betyder meget - meget.

Bevæbnet med deres model, forskerne ønsker at identificere og forstå mangler i state-of-the-art numeriske vejrmodeller, der forhindrer dem i at forudsige vejret på disse undersæsonmæssige tidsskalaer.

"Det ville være umagen værd at udvikle en god forståelse af det fysiske forhold mellem Madden-Julian-oscillationen og den kvasi-biennale svingning, og se, hvad der kan gøres for at forbedre modellernes simulering af dette forhold, " sagde Mundhenk.

En anden logisk forlængelse af deres arbejde ville være at teste, hvor godt deres model kan forudsige faktisk nedbør og vind eller andet hårdt vejr, såsom tornadoer og hagl.