Mappa dell'Artico (figura in alto a sinistra) e dei punti di osservazione dove sono state condotte le osservazioni meteorologiche dell'alta atmosfera (figura a destra). I dati acquisiti vengono riportati in tempo reale tramite il Global Telecommunication System (GTS) e utilizzati per fare previsioni meteorologiche. La figura in basso a sinistra mostra una serie temporale del numero di osservazioni che sono state riportate con successo al giorno. Attestazione:NIPR/JAMSTEC
Un gruppo di ricerca composto da membri dell'Istituto nazionale giapponese di ricerca polare, la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), e altre organizzazioni hanno condotto simulazioni di previsione delle ondate di freddo che hanno colpito il Giappone e la costa orientale nordamericana nel febbraio 2015. I risultati hanno mostrato che i dati aggiuntivi raccolti quell'anno attraverso l'osservazione più frequente delle condizioni meteorologiche nell'alta atmosfera dell'Artico da entrambe le stazioni di ricerca terrestri e la nave da ricerca Lancia la navigazione nelle acque artiche invernali ha migliorato l'accuratezza delle previsioni delle ondate di freddo.
Negli ultimi anni, eventi meteorologici invernali estremi come abbondanti nevicate e inverni rigidi si sono verificati frequentemente in regioni come l'Asia orientale, Nord America ed Europa. Per esempio, Il Giappone stava vivendo un inverno mite 2014/2015 quando a febbraio il modello di pressione invernale si è rafforzato. Con esso sono arrivate nevicate a livello record, alla regione di Hokuriku in particolare. I ricordi sono ancora freschi dell'ondata di freddo record di -15°C che ha colpito la costa orientale del Nord America una settimana dopo, che ha portato con sé impatti significativi sulla popolazione della regione, sistemi di trasporto ed economia.
Per ridurre al minimo gli effetti distruttivi di questi eventi meteorologici invernali estremi, è imperativa una previsione accurata delle ondate di freddo che arrivano dall'Artico il più presto possibile. A quello scopo, è di gran lunga preferibile avere il maggior numero possibile di dati di osservazione meteorologica. Però, poiché l'acquisizione di tali dati comporta un notevole costo in termini di personale ed economico, la sua efficacia deve essere accertata.
Un gruppo di ricerca internazionale guidato dal Dr. Kazutoshi Sato e dal Dr. Jun Inoue di NIPR, e il dottor Akira Yamazaki di JAMSTEC, ha condotto previsioni sperimentali simulate delle ondate di freddo del 2015 che hanno colpito il Giappone il 9 febbraio e la costa orientale nordamericana il 16 febbraio.
Modelli di pressione in superficie (isobar, hPa) e temperature dell'aria intorno a 1, 500 metri per l'ondata di freddo giapponese (9 febbraio, 2015) e l'ondata di freddo del Nord America (16 febbraio, 2015). C'è un ovest-alto, modello di pressione est-bassa, e le depressioni a bassa pressione si sono sviluppate in mare. Attestazione:NIPR/JAMSTEC
La raccolta di quantità maggiori del solito di dati meteorologici invernali nell'Artico nel 2015 è stata dovuta a due ragioni:la nave da ricerca norvegese Lancia era nell'Oceano Artico osservando e raccogliendo dati meteorologici dell'alta atmosfera, e la frequenza di osservazione e raccolta dati è stata aumentata in alcune delle stazioni di osservazione terrestri intorno all'Artico. Utilizzando il supercomputer JAMSTEC, il simulatore di terra, il team di ricerca ha ricreato le previsioni dell'ondata di freddo per due casi:1) quando c'è un'osservazione più frequente e più dati disponibili del solito (come nel 2015) e 2) un anno "normale" con meno raccolta di dati dalle stazioni terrestri e nessun risorse di ricerca disponibili.
I risultati delle simulazioni hanno mostrato chiaramente che i dati aggiuntivi raccolti dal Lancia e la raccolta più frequente presso le stazioni terrestri ha migliorato significativamente l'accuratezza delle previsioni dell'ondata di freddo.
I dati aggiuntivi raccolti nel 2015 hanno consentito una comprensione significativamente più accurata delle dinamiche che si verificano al centro delle masse d'aria fredda invernale che si sviluppano nell'alta atmosfera sopra l'Oceano Artico (il vortice polare), e le condizioni iniziali nell'atmosfera da cui sorgono gli eventi meteorologici invernali estremi. Una valutazione più precisa delle condizioni iniziali che precedono gli eventi meteorologici estremi è indispensabile per effettuare calcoli previsionali accurati.
Il professore associato Inoue del gruppo di ricerca afferma:"Ciò indica che l'osservazione meteorologica nell'Artico può aiutare a ridurre l'impatto degli eventi meteorologici invernali estremi nelle aree di media latitudine con popolazioni concentrate. Si prevede che il Giappone continuerà a contribuire attivamente all'osservazione meteorologica in l'Artico."
Le rispettive distribuzioni della pressione superficiale e della temperatura dell'aria intorno a 1, 500 metri (in alto); temperatura media (temperatura potenziale) all'interno delle aree tratteggiate e il profilo verticale della velocità del vento (in basso), per la previsione con osservazioni aggiuntive (a sinistra) e la previsione "normale", o prevedere senza utilizzare dati di osservazione aggiuntivi (a destra). Nelle figure in alto, le linee nere mostrano i percorsi effettivi di bassa pressione; le sottili linee rosa indicano i percorsi come previsione attraverso più prove (previsione d'insieme). La previsione con osservazioni aggiuntive corrisponde strettamente alla linea nera, ma il percorso e la posizione della depressione di bassa pressione sono significativamente fuori dalla previsione "normale", mostrando un'elevata incertezza (la variazione nella previsione dell'insieme è ampia). Attestazione:NIPR/JAMSTEC
