a struttura della superficie e dell'alta atmosfera del MJO quando la fase convettiva potenziata (nube temporalesca) è sopra l'Oceano Indiano e la fase convettiva soppressa è sopra l'Oceano Pacifico centro-occidentale. Credito:Climate.gov
L'atmosfera terrestre è caotica, rendendo difficile per i meteorologi prevedere il tempo con più di 10-13 giorni di anticipo. Però, la ricerca ha sempre più dimostrato che i modelli di variabilità e le relazioni su larga scala tra gli stati dell'atmosfera in due luoghi lontani, chiamate "teleconnessioni, " può aiutare a estendere l'abilità di previsione oltre questo limite.
"Pochi ricercatori hanno applicato questo meccanismo alla previsione del tempo, " disse Kai-Chih Tseng, studente laureato in scienze atmosferiche presso la Colorado State University (CSU). "Soprattutto da due settimane a tre mesi, che è stato conosciuto come un 'deserto di previsione' in passato."
Un nuovo studio condotto da Tseng afferma che le teleconnessioni con determinate fasi di un modello di pioggia tropicale ricorrente potrebbero estendere le previsioni fino a 20-25 giorni in anticipo. Lo studio è co-autore dell'assistente professore Libby Barnes e del professor Eric Maloney, entrambi nel Dipartimento di Scienze dell'Atmosfera della CSU.
I risultati degli autori forniscono indicazioni su quali condizioni tropicali potrebbero portare a previsioni migliori oltre le nostre attuali capacità e più tempo per prepararsi a eventi estremi.
L'oscillazione di Madden-Julian contiene indizi
Per decenni, prove scientifiche hanno confermato che il principale modello di pioggia tropicale chiamato Madden-Julian Oscillation (MJO) può influenzare il tempo nel nostro collo dei boschi. Il MJO viaggia verso est intorno all'equatore, ripetendo il suo percorso ogni 40-50 giorni. Il suo viaggio globale è diviso in otto fasi in base alla posizione del MJO. Mentre si muove, attraverso le interazioni tra l'oceano e l'atmosfera, invia increspature attraverso l'atmosfera che possono contribuire a eventi estremi negli Stati Uniti, come epidemie di aria artica, eventi di caldo estremo, e inondazioni.
Fortunatamente, il periodo di rotazione del MJO rientra proprio nella previsione descritta da Tseng nel deserto, tra previsioni meteorologiche a breve termine e previsioni climatiche stagionali. Così, la sua teleconnessione con le medie latitudini può supportare previsioni meteorologiche a lungo raggio.
Ma capire come il nostro tempo risponde al MJO è impegnativo. Le increspature del MJO impiegano tempo per diffondersi alle medie latitudini mentre attraversa la Terra. Così, le condizioni meteorologiche che vediamo negli Stati Uniti potrebbero essere state innescate da una fase precedente del MJO. Inoltre, la maggior parte degli studi precedenti che valutavano le teleconnessioni MJO utilizzavano un metodo di calcolo della media che non valuta modelli coerenti di come il nostro tempo risponde agli eventi MJO.
Medie di tutti gli eventi MJO di gennaio-marzo dal 1979 al 2016. L'ombreggiatura verde mostra un OLR inferiore alla media (radiazione a onde lunghe in uscita, o energia termica) valori, indicando più nuvole e pioggia, e l'ombreggiatura marrone identifica un OLR superiore alla media (cieli più asciutti e più chiari del normale). I contorni viola mostrano la posizione e la forza del getto del Pacifico a livello di 200 hPa (circa 38, 000 piedi in quella posizione). Notare il movimento verso est delle zone umide e secche. Anche la distanza del jet del Pacifico oltre la data internazionale cambia con la fase del MJO. Credito:Carl Schreck
Tseng e il team hanno confrontato gli eventi MJO tra loro per vedere quanto spesso hanno trovato modelli simili.
"Se uno schema si presenta ancora e ancora, allora possiamo dire con sicurezza, sì, questo modello è più prevedibile ed è molto probabile che si ripresenti in futuro, " ha detto Tseng.
Fasi 2 e 6
Il team ha scoperto che le fasi 2 e 6 di MJO in particolare possono generare modelli coerenti di vento e pressione alle medie latitudini. Queste forti teleconnessioni durante determinate fasi migliorano le capacità di previsione in tempi di consegna prolungati oltre il tempo, riducendo l'incertezza nei modelli di previsione.
"Siamo rimasti sorpresi dal fatto che alcune fasi MJO [2 e 6] abbiano prodotto modelli di teleconnessione più coerenti, " ha detto Tseng. "E 'stata la percezione che tutte le fasi del MJO prodotto forti teleconnessioni".
Però, i loro risultati hanno mostrato che le teleconnessioni dell'MJO erano più coerenti quando l'MJO si trovava sull'Oceano Indiano orientale o sul Pacifico occidentale. Questi risultati potrebbero aiutare a fornire più tempo per prepararsi a eventi estremi, rispetto al tradizionale limite di previsione del tempo di 10-13 giorni.
Nel futuro, Tseng e i suoi colleghi vogliono capire perché le teleconnessioni MJO sono coerenti per determinate fasi. Se capiscono il meccanismo, potrebbero essere in grado di determinare in che modo i cambiamenti climatici possono influenzare queste teleconnessioni, rafforzando o indebolendo potenzialmente la risposta alle medie latitudini.
"Se queste teleconnessioni cambiano forza nel clima futuro, è possibile che anche la nostra capacità di previsione del tempo basata sul MJO possa cambiare, " ha detto Tseng.
