Ny teori finder, at trafikpropper i jetstrøm forårsager unormale vejrmønstre

Himlen har nogle gange sine grænser, ifølge ny forskning fra to atmosfæriske forskere fra University of Chicago.

En undersøgelse offentliggjort 24. maj i Videnskab tilbyder en forklaring på et mystisk og til tider dødbringende vejrmønster, hvor jetstrømmen, de globale luftstrømme, der kredser om Jorden, boder ud over en region. Meget ligesom motorveje, jetstrømmen har en kapacitet, forskere sagde, og når det er overskredet, Der dannes blokeringer, der minder bemærkelsesværdigt om trafikpropper - og klimaprognosere kan bruge den samme matematik til at modellere dem begge.

Den dødelige europæiske hedebølge i 2003, Californiens tørke i 2014 og swingen af ​​Superstorm Sandy i 2012, der overraskede spådommere - alle disse var forårsaget af et vejrfænomen kendt som "blokering, "hvori jetstrømmen bugter sig, forhindre vejrsystemer i at bevæge sig mod øst. Forskere har kendt til det i årtier, næsten lige så længe, ​​de har kendt til jetstrømmen - først opdaget af banebrydende University of Chicago-meteorolog Carl-Gustaf Rossby, faktisk - men ingen havde en god forklaring på, hvorfor det sker.

"Blokering er notorisk vanskelig at forudsige, i høj grad fordi der ikke var nogen overbevisende teori om hvornår det dannes og hvorfor, " sagde studiemedforfatter Noboru Nakamura, professor ved Institut for Geofysiske Videnskaber.

Nakamura og den daværende kandidatstuderende Clare S.Y. Huang studerede jetstrømmen, forsøger at bestemme et klart sæt målinger til blokering for bedre at analysere fænomenet. En af deres nye metrikker var et udtryk, der målte jetstrømmens bugtning. Ser man over matematikken, Nakamura indså, at ligningen var næsten identisk med en, der blev udtænkt for årtier siden af ​​transportingeniører, der forsøgte at beskrive trafikpropper.

"Det viser sig, at jetstrømmen har en kapacitet til 'vejrtrafik, Ligesom motorvejen har trafikkapacitet, og når den overskrides, blokering viser sig som overbelastning, " sagde Huang.

Ligesom biltrafik, bevægelsen aftager, når flere motorveje konvergerer, og jetstrømmens hastighed reduceres på grund af topografi såsom bjerge eller kyster.

Resultatet er en simpel teori, der ikke kun gengiver blokering, men forudsiger det, sagde Nakamura, der kaldte at gøre den tværfaglige forbindelse "en af ​​de mest uventede, men oplysende øjeblikke i min forskerkarriere - i sandhed en gave fra Gud."

Forklaringen forbedrer muligvis ikke umiddelbart kortsigtede vejrudsigter, sagde forskerne, men det vil helt sikkert hjælpe med at forudsige langsigtede mønstre, herunder hvilke områder der kan opleve mere tørke eller oversvømmelser.

Deres første resultater tyder på, at selvom klimaændringer sandsynligvis øger blokeringen ved at køre jetstrømmen tættere på dens kapacitet, der vil være regionale forskelle:f.eks. Stillehavet kan faktisk se et fald i blokering gennem årtierne.

"Det er meget svært at forudsige noget, før du forstår, hvorfor det sker, så denne mekanistiske model burde være yderst hjælpsom, " sagde Nakamura.

Og modellen, i modsætning til de fleste moderne klimavidenskab, er beregningsmæssigt simpelt:"Denne ligning fanger essensen med et meget mindre kompliceret system, " sagde Huang.