Японские ученые и их международные партнеры обнаружили, что дополнительные наблюдения за погодой в Арктике могут помочь более точно предсказать траекторию и интенсивность тропических и среднеширотных циклонов, улучшая прогнозирование экстремальных погодных явлений.
Их выводы были опубликованы 14 августа в Scientific Reports.
Наблюдения на верхнем уровне, такие как радиозонды в Арктике, могут помочь в прогнозировании экстремальных явлений в средних широтах. Воздействие арктических наблюдений может передаваться через тропосферный полярный вихрь, который представляет собой массивную воздушную массу низкого давления над арктическими или антарктическими регионами на высоте около 10 км. Тропосферный полярный вихрь иногда простирается в сторону средних широт, сопровождаясь меандрированием среднеширотных западных струй. Это растяжение может происходить даже летом: в августе-сентябре 2016 г. меандрирование и растяжение были относительно активными среди последних лет. Таким образом, воздействия арктических радиозондовых наблюдений могли повлиять на среднеширотные экстремумы, ходы трех тропических циклонов, приближающихся к Японии или северу США и Гренландии, поскольку воздействия передавались через протяженный тропосферный полярный вихрь.
Четкое понимание этих воздействий может помочь нам лучше прогнозировать, отслеживать и готовиться к экстремальным погодным явлениям, таким как циклоны. В настоящее время метеорологические наблюдения проводятся с помощью радиозонда, метеоинструмента, записывающего метеорологические данные, обычно выбрасываемого в атмосферу с помощью метеозонда. Однако из-за неблагоприятных условий в Арктике и ограниченного охвата системы низкого давления количество и частота этих наблюдений ограничены. Следовательно, в данных есть пробелы, из-за которых прогнозы погоды становятся менее точными, чем они могли бы и должны быть, что может поставить под угрозу жизнь людей.
«Экстремальные погодные явления часто наблюдаются в любое время года по всему миру», - сказал ведущий автор Кадзутоши Сато, доцент Технологического института Китами и бывший член Национального института полярных исследований (NIPR).) в Японии. «Ураганы и тайфуны - одно из самых влиятельных явлений в жизни человека. Точный прогноз погоды имеет решающее значение для обеспечения надлежащей подготовки сообществ к погодным катаклизмам», - добавил он..
Для исследования исследователи провели эксперименты по прогнозированию погоды для трех тропических циклонов, которые произошли над Северной Атлантикой и северной частью Тихого океана в течение 2016 года, чтобы определить, могут ли дополнительные наблюдения помочь более точно предсказать их пути и интенсивность. В дополнение к существующим наблюдениям за погодными данными были проведены дополнительные наблюдения с использованием метеозондов, выпущенных с морских и наземных метеостанций, базирующихся в Арктике. Данные были проанализированы с использованием системы усвоения данных, разработанной Японским агентством морских и земных наук и технологий, которая может производить наборы данных повторного анализа путем «смешивания» (ассимиляции) наблюдений с глобальными атмосферными условиями: эта система была незаменима для экспериментов по прогнозированию. Дополнительные наблюдения улучшили предсказуемость циклонов, позволив ученым отслеживать пути циклонов, а также более точно прогнозировать их интенсивность.
«Это исследование продемонстрировало полезность дополнительных арктических наблюдений для численных прогнозов погоды в средних широтах для тропических циклонов», - сказал соавтор Джун Иноуэ, доцент NIPR - одной из четырех Исследовательских организаций информационных систем (РИОС).) институты.
Дополнительные радиозондовые наблюдения и их оценка прогнозов погоды проводились учеными в частном порядке, сказал Иноуэ, добавив, что, хотя «эта «тихая революция прогнозирования», конечно, выгодна для конечных пользователей», ее трудно реализовать устойчивые арктические наблюдения из-за суровых условий в Арктике.«Теперь заинтересованные стороны и лица, принимающие решения, могут начать рассматривать будущую сеть наблюдений в Арктике для снижения социально-экономических рисков, связанных с экстремальными погодными явлениями», - сказал Иноуэ. «Наше исследование способствует предоставлению такой возможности».
«С июля по сентябрь 2018 года из арктического региона было запущено дополнительно 3000 радиозондов для снижения неопределенности прогнозов в Арктике и за ее пределами в рамках проекта «Год полярных прогнозов» (YOPP)», - сказал Иноуэ.. «Многие метеорологические центры будут оценивать свое влияние на атмосферную циркуляцию в Северном полушарии. Понимание предсказуемости атмосферы, океана и морского льда будет развиваться по мере развития сети наблюдений за Арктикой и разработки численных моделей», - сказал он.
Поскольку экстремальные погодные явления становятся все более частыми и интенсивными из-за потепления климата и океана, возможность более точно прогнозировать и отслеживать тропические циклоны может помочь сообществам быть более подготовленными к потенциально разрушительным штормам, которые, в свою очередь, могут помочь спасти жизни.
Другими авторами этого исследования являются Акира Ямазаки из Японского агентства морских и земных наук и технологий, Джу-Хонг Ким из Корейского института полярных исследований, Александр Макштас, Василли Кустов из Института арктических и антарктических исследований, Марион Матурилли и Клаус. Детлофф из Института Альфреда Вегенера.