Sådan forudser meteorologer den næste store orkan

Orkanen Florence er på vej mod den amerikanske kyst, lige på højden af ​​orkansæsonen.

Orkaner kan forårsage enorm skade på grund af vinden, bølger og regn, for ikke at nævne kaosset, da befolkningen i almindelighed forbereder sig på hårdt vejr.

Sidstnævnte bliver mere relevant, efterhånden som den økonomiske skade fra katastrofer stiger. Den voksende kystbefolkning og infrastruktur, samt stigende havniveau, sandsynligvis bidrage til denne stigning i skadesomkostninger.

Dette gør det endnu mere bydende nødvendigt at få tidlige og præcise prognoser ud til offentligheden, noget forskere som os aktivt bidrager til.

At lave forudsigelser

Orkanudsigter har traditionelt fokuseret på at forudsige en storms spor og intensitet. Uvejrets spor og størrelse afgør, hvilke områder der kan blive ramt. For at gøre det, prognosemænd bruger modeller - hovedsagelig softwareprogrammer, kører ofte på store computere.

Desværre, ingen enkelt prognosemodel er konsekvent bedre end andre modeller til at lave disse forudsigelser. Nogle gange viser disse prognoser dramatisk forskellige veje, divergerende med hundreder af miles. Andre gange, modellerne er tæt på hinanden. I nogle tilfælde, selv når modellerne er tæt enige, de små forskelle i spor har meget store forskelle i stormflod, vind og andre faktorer, der påvirker skader og evakueringer.

Hvad mere er, flere empiriske faktorer i prognosemodellerne er enten bestemt under laboratorieforhold eller i isolerede feltforsøg. Det betyder, at de ikke nødvendigvis fuldt ud repræsenterer den aktuelle vejrbegivenhed.

Så, prognosemænd bruger en samling af modeller til at bestemme en sandsynlig række af spor og intensiteter. Sådanne modeller omfatter NOAA's Global Forecast System og European Center for Medium-Range Weather Forecasts globale modeller.

FSU Superensemble blev udviklet af en gruppe på vores universitet, ledet af meteorolog T.N. Krishnamurti, i begyndelsen af ​​2000'erne. Superensemblet kombinerer output fra en samling af modeller, give mere vægt til de modeller, der viste bedre forudsagte tidligere vejrbegivenheder, sådanne atlantiske tropiske cyklonbegivenheder.

En prognosemagers samling af modeller kan gøres større ved at tweake modellerne og ændre en smule i startbetingelserne. Disse forstyrrelser forsøger at redegøre for usikkerhed. Meteorologer kan ikke kende den nøjagtige tilstand af atmosfæren og havet på tidspunktet for starten af ​​modellen. For eksempel, tropiske cykloner observeres ikke godt nok til at have tilstrækkelige detaljer om vind og regn. For et andet eksempel, havoverfladetemperaturen afkøles ved passage af en storm, og hvis området forbliver skydækket, er det meget mindre sandsynligt, at disse køligere farvande bliver observeret af satellit.

Begrænset forbedring

I løbet af det seneste årti, sporprognoserne er støt forbedret. Et væld af observationer – fra satellitter, bøjer og fly fløjet ind i den udviklende storm – giver forskerne mulighed for bedre at forstå miljøet omkring en storm, og til gengæld forbedre deres modeller. Nogle modeller er forbedret med så meget som 40 procent for nogle storme.

Imidlertid, prognoser for intensitet er kun forbedret lidt i løbet af de sidste årtier.

Det er delvist på grund af den metrik, der er valgt til at beskrive intensiteten af ​​en tropisk cyklon. Intensitet beskrives ofte i form af spidsvindhastighed i en højde på 10 meter over overfladen. For at måle det, operationelle prognosemænd ved National Hurricane Center i Miami ser på det maksimale, et minuts gennemsnitlige vindhastighed observeret på ethvert givet punkt i den tropiske cyklon.

Imidlertid, det er ekstremt svært for en model at estimere den maksimale vindhastighed for en tropisk cyklon på et givet fremtidigt tidspunkt. Modeller er upræcise i deres beskrivelser af hele atmosfærens og havets tilstand ved modellens starttidspunkt. Småskala træk ved tropiske cykloner - som skarpe gradienter i nedbør, overfladevind og bølgehøjder inden for og uden for de tropiske cykloner - er ikke så pålideligt fanget i prognosemodellerne.

Både atmosfæriske og havkarakteristika kan påvirke stormens intensitet. Forskere mener nu, at bedre information om havet kan give de største gevinster i prognosenøjagtighed. Af specifik interesse er den energi, der er lagret i det øvre hav, og hvordan dette varierer med havets funktioner såsom hvirvler. Aktuelle observationer er ikke tilstrækkeligt effektive til at placere havhvirvler på det rigtige sted, de er heller ikke effektive til at fange størrelsen af ​​disse hvirvler. For forhold, hvor atmosfæren ikke alvorligt begrænser orkanvækst, denne oceaniske information burde være meget værdifuld.

I mellemtiden prognosemænd forfølger alternative og komplementære målinger, ligesom størrelsen af ​​de tropiske cykloner.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.