Mekanismemodellering for bedre prognoser, klima forudsigelser

Modellering af strømme sammen med vind og bølger giver mere præcise forudsigelser for vejrudsigter og klimaforskere.

Efterhånden som orkaner vokser i kraft, efterhånden som klimaet ændrer sig, Nøjagtig modellering af samspillet mellem atmosfæren og havet bliver stadig vigtigere for at forberede folk til at slå ned eller til at evakuere. De mange mekanismer i atmosfære-hav-systemet - kendt som luft-hav-flux - gør modellering ekstremt kompliceret, imidlertid.

Qi Shi, en postdoc-forsker i Great Lakes Research Center ved Michigan Technological University, har skabt den første detaljerede analyse af havets og atmosfæriske reaktioner på strømme, bølger og vind. I artiklen "Coupling Ocean Currents and Waves with Wind Stress over the Golf Stream" udgivet i Remote Sensing denne sommer, Shi hævder, at nuværende numeriske modeller simpelthen ikke tager højde for virkningen af ​​bølger, strøm og vind koblet sammen. Denne kobling er afgørende, fordi uden den, modeller repræsenterer ikke nøjagtigt marine atmosfæriske grænselagsprocesser.

"Vi kvantificerede virkningen af ​​denne kobling for at forbedre nøjagtigheden af ​​luft-sø-fluxer, fordi uden modellering af strømme, der er en konstant skævhed i modeller, " sagde Shi. "Hvad forårsager den skævhed? Mangler hele spektret af feedback-mekanismer."

Enkelt sagt:Bedre modellering giver vejrudsigtere og klimaforskere et mere præcist billede af, hvad der sker, hvor atmosfære og hav mødes.

En del af det, der gør modellering af luft-sø-flux så kompliceret, er det store antal feedback-mekanismer i systemet:At modellere bølger, man skal tage højde for overfladeruhed og vind; at modellere havoverfladetemperaturen, man skal tage højde for luft-hav temperaturforskelle, vanddamp, fugtighed, fordampning og mere. Modellering af vind- og overfladestrømme er lige komplekse.

Orkaner og klima

Orkaner er drevet af varme og fugt fra havet. Havstrømme og bølger ændrer vindforskydning og overfladeruhed, som er nøglevariabler til beregning af luft-havvarme- og momentumfluxene. Ved at bruge en høj opløsning, tre-vejs koblet havbølge-atmosfærisk modelleringssystem, Shi bestemte rollen for at koble havstrømme, bølger og vindspænding for at reducere modelbias i luft-havflux over Golfstrømmen.

Shis arbejde er det første detaljerede mekanismestudie i strøm-bølge-stress-koblingsprocessen, som kan anvendes til at øge nøjagtigheden af ​​prognoser for orkanintensitet og klimaforudsigelse samt til bedre at bruge satellitobservationer i de numeriske modeller.

"Vi giver bevis for, at observation af strømme er vigtig og har betydelig indflydelse på modeller, " sagde Shi.

Shi sagde, at hun håber at se den endelige opsendelse af en satellit, der observerer havstrømme for at validere jordobservationer.