Forskere finder ud af, at selv små forstyrrelser kan udløse katastrofale storme

Du har sikkert set satellitbillederne, der viser en orkan under udvikling:tykke hvide skyer klumper sig sammen, arme, der snurrer rundt om et centralt øje, når det går mod kysten.

Efter årtiers forskning, meteorologer har stadig spørgsmål om, hvordan orkaner udvikler sig. Nu, Florida State University-forskere har fundet ud af, at selv de mindste ændringer i atmosfæriske forhold kan udløse en orkan, information, der vil hjælpe videnskabsmænd med at forstå de processer, der fører til disse ødelæggende storme.

"Hele motivationen for dette papir var, at vi stadig ikke har den universelle teoretiske forståelse af præcis, hvordan tropiske cykloner dannes, og for virkelig at kunne forudsige den storm-for-storm, det ville hjælpe os med at få det mere solidt taget hånd om, sagde Jacob Carstens, en ph.d.-studerende i Department of Earth, Ocean og atmosfærisk videnskab.

Carstens og adjunkt Allison Wings forskning er blevet offentliggjort i Journal of Advances in Modeling Earth Systems .

Aktuelle teorier om dannelsen af ​​orkaner er enige om, at der skal eksistere en form for forstyrrelse for at starte den proces, der fører til en orkan. Carstens brugte numeriske modeller, der startede med simple forhold for bedre at forstå præcis, hvordan disse forstyrrelser opstår.

"Vi forsøger at gå så bare knogler som muligt, ser på præcis, hvordan skyer ønsker at organisere sig selv, uden at nogen af ​​disse eksterne faktorer spiller ind for at danne en tropisk cyklon mere effektivt, " sagde han. "Det er en måde, hvorpå vi yderligere kan afrunde vores bredere forståelse og se mere rent på selve de faktiske tropiske cykloner frem for det omgivende miljøs indvirkning på det."

Simuleringerne startede med for det meste ensartede forhold spredt ud over den imaginære kasse, hvor modellen spillede ud. Derefter, forskere tilføjede en lille mængde tilfældige temperaturudsving for at kickstarte modellen og observerede, hvordan de simulerede skyer udviklede sig.

På trods af den tilfældige start på simuleringen, skyerne forblev ikke tilfældigt arrangeret. De blev dannet til klynger som vanddamp, termisk stråling og andre faktorer interagerer. Mens klyngerne cirkulerede gennem den simulerede atmosfære, forskerne sporede, hvornår de dannede orkaner. De gentog modellen ved simulerede breddegrader mellem 0,1 grader og 20 grader nord, repræsentant for områder som dele af det vestlige Afrika, det nordlige Sydamerika og Caribien. Dette område omfatter de breddegrader, hvor tropiske cykloner typisk dannes, sammen med breddegrader meget tæt på ækvator, hvor deres dannelse er sjælden og mindre undersøgt.

Forskerne fandt ud af, at hver simulering i breddegrader mellem 10 og 20 grader producerede en stor orkan, selv fra de stabile forhold, hvorunder de begyndte simuleringen. Disse kom et par dage efter, at en hvirvel først dukkede op et godt stykke over overfladen og påvirkede dets omgivende miljø.

De viste også muligheden for skyinteraktion, der bidrager til udviklingen af ​​en tropisk cyklon meget tæt på ækvator, som sjældent forekommer i naturen, men stadig er observeret så tæt som 1,4 grader nord væk.

Orkaner er farlige vejrbegivenheder. Prognoser kan hjælpe med at forhindre dødsfald, men en stor storm kan stadig forårsage skader for milliarder af dollars. En bedre teoretisk forståelse af deres dannelse vil hjælpe meteorologer med at forudsige og forberede sig på disse storme, både i kortsigtede prognoser og langsigtede klimafremskrivninger, og kommunikere deres forståelse til offentligheden.

"Det bliver stadig vigtigere inden for vores felt, at vi forbinder med beredskabschefer, den brede befolkning og andre lokale embedsmænd for at rådgive dem om, hvad de kan forvente, hvordan de skal forberede sig, og hvilke slags påvirkninger vil være på vej, " sagde Carstens. "En mere robust forståelse af, hvordan tropiske cykloner dannes, kan hjælpe os til bedre at forudsige deres placering, deres spor og deres intensitet. Det går virkelig ned ad linjen og hjælper os med at kommunikere hurtigere samt mere effektivt og veltalende til den offentlighed, der virkelig har brug for det."