Zwiększenie wilgotności atmosferycznej mogłoby zmienić krytyczne wzorce pogodowe nad Afryką, utrudniając formowanie się prekursorów wielu atlantyckich huraganów, według nowego badania opublikowanego w tym miesiącu.

Zespół badawczy, kierowany przez naukowców z amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki (NSF) i Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR), wykorzystał innowacyjny model umożliwiający symulacje formowania huraganów w wysokiej rozdzielczości. To umożliwiło naukowcom badanie efektów zwiększonej wilgotności regionalnej nad Afryką, która jest źródłem systemów pogodowych, które później produkują huragany nad Atlantykiem.

Wcześniejsze badania sugerowały, że cieplejsze wody oceaniczne i bardziej wilgotna atmosfera mogą powodować bardziej intensywne huragany z większą ilością opadów. Jednak jak wilgotność atmosferyczna, której wzrost przewiduje się w cieplejszym klimacie, może wpływać na samo formowanie huraganów, nie było do tej pory szczegółowo badane.

Naukowcy odkryli, że bardziej wilgotne środowisko produkuje słabsze i wolniejsze wschodnie fale afrykańskie, czyli zaburzenia, które są głównymi prekursorami lub "nasionami" huraganów na Atlantyku. Dodanie wilgoci przesunęło lokalizację burz wewnątrz fali, utrudniając wzrost fali. Zwiększona wilgotność również spowolniła ruch fali, co skutkowało słabszym i opóźnionym formowaniem nasion huraganowych do momentu, gdy dotarły one do wschodnich wód atlantyckich.

“Znacząca praca w ciągu ostatnich dwóch dekad podkreśliła rolę głębokiej wilgotnej konwekcji w wyjaśnianiu rozwoju wschodnich fal afrykańskich,” powiedziała naukowiec NSF NCAR i główna autorka Kelly Núñez Ocasio. “Jednak dokładna rola wilgoci okazała się nieco nieuchwytna. Dzięki rozwojowi nowych zdolności modelowania mogłam skupić się na roli wilgoci w cyklogenezie wynikającej z nasion huraganowych.”

Badanie było finansowane przez NSF NCAR i opublikowane w czasopiśmie Journal of Advances in Modeling Earth Systems. Núñez Ocasio przeprowadziła badania w ramach programu NSF NCAR Advanced Study Program, który pozwala absolwentom i doktorantom skupić się na nowych obszarach nauki.

Nowe metody modelowania
Narodziny huraganów i innych cyklonów tropikalnych, znane jako cyklogeneza, to złożony proces, w którym jednocześnie zachodzą zjawiska pogodowe małej i dużej skali. Ta złożoność utrudnia badanie i modelowanie formowania cyklonów tropikalnych. Większość modeli klimatycznych dostarcza jedynie przybliżony obraz tego, co dzieje się z lokalizowaną pogodą, co utrudnia naukę o roli poszczególnych składników, takich jak wilgotność, które mieszają się, aby stworzyć cyklogenezę.

Aby rozwiązać ten problem, zespół badawczy zwrócił się do Modelu do Przewidywania na Różnych Skalach (MPAS). MPAS ma zdolność modelowania pogody lokalnie i globalnie. Ta zdolność umożliwiła Núñez Ocasio i jej kolegom zwiększenie i symulowanie globalnej wilgotności, a następnie zbliżenie, aby zobaczyć, jak ta wilgotność wpływa na lokalizowane zjawiska pogodowe, które prowadzą do formowania cyklonów tropikalnych.

Naukowcy rozpoczęli eksperyment, używając MPAS do reprodukcji wilgoci napędzanej wschodniej fali afrykańskiej, która stała się huraganem Helene w 2006 roku. Zespół wykorzystał tę podstawę, aby dodać lub usunąć wilgoć i zbadać, co się stało z tymi zmianami.

“Kiedy zwiększyłam wilgotność, zaobserwowaliśmy więcej konwekcji i burz, co było oczekiwane; jednak odkryliśmy, że fale miały trudności z parowaniem z bardziej intensywną i głębszą konwekcją,” powiedziała Núñez Ocasio. “Przy zwiększonej wilgotności źródło energii dla nasion cyklonów tropikalnych przesunęło się dalej na północ i dalej, zmniejszając dostępną energię kinetyczną dla wschodniej fali afrykańskiej, co prowadziło do słabych, pozbawionych energii nasion cyklonów tropikalnych.”

Badanie ewolucji cyklonów tropikalnych po tej początkowej fazie wykraczało poza zakres tego badania. Potrzebne są dalsze badania, aby ustalić, czy te słabsze nasiona prowadzą do słabszych cyklonów tropikalnych i huraganów, czy po prostu potrzebują więcej czasu, aby się uformować.

Warunki prowadzące do formowania cyklonów tropikalnych są złożone, ale naukowcy mają nadzieję, że te nowe metody modelowania doprowadzą do lepszych prognoz. Na przykład Núñez Ocasio zaczyna przeprowadzać symulacje, w których zmienia inne zmienne atmosferyczne kluczowe dla generowania cyklonów tropikalnych.

“Oprócz wilgotności zmieniam również inne zmienne w modelu, aby bardziej realistycznie odtworzyć przyszły scenariusz klimatyczny we współpracy z Erin Dougherty, naukowcem projektu NSF NCAR,” powiedziała. “Na razie widzę podobieństwa z wynikami tego badania, nawet gdy zmieniam te inne znaczące części.”

Źródło: University Corporation for Atmospheric Research