I notoriamente intensi temporali tropicali lungo l'equatore terrestre si verificano a migliaia di miglia dagli Stati Uniti. Ma gli scienziati atmosferici lo sanno, come increspature in uno stagno, il clima tropicale crea onde potenti nell'atmosfera che viaggiano fino al Nord America e hanno un forte impatto sul clima negli Stati Uniti.

Questi lontani, i processi meteorologici interconnessi sono fondamentali per migliorare, previsioni meteorologiche a lungo termine rispetto a quelle attualmente possibili. Scienziati atmosferici della Colorado State University, guidato dai professori Libby Barnes ed Eric Maloney, sono al lavoro per affrontare queste sfide di previsione a lungo termine.

In un nuovo giornale in npj Scienze del clima e dell'atmosfera , i ricercatori della CSU descrivono una svolta nel fare previsioni accurate del tempo nelle prossime settimane. Hanno creato un modello empirico alimentato da un'attenta analisi di 37 anni di dati meteorologici storici. Il loro modello è incentrato sulla relazione tra due ben noti modelli meteorologici globali:l'oscillazione di Madden-Julian e l'oscillazione quasi biennale.

Secondo lo studio, guidato dall'ex ricercatore laureato Bryan Mundenk, il modello, utilizzando entrambi questi fenomeni, consente un'abile previsione del comportamento delle grandi tempeste di pioggia, chiamati fiumi atmosferici, tre e fino a cinque settimane di anticipo.

"È impressionante, considerando che gli attuali modelli meteorologici numerici allo stato dell'arte, come il Global Forecast System di NOA, o il modello operativo del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine, sono abili solo fino a una o due settimane prima, ", afferma il coautore Cory Baggett, un ricercatore post-dottorato nei laboratori Barnes and Maloney.

L'obiettivo principale dei ricercatori è migliorare le capacità di previsione all'interno della difficile terra di nessuno dei tempi "da sottostagionali a stagionali":da circa tre settimane a tre mesi. Capacità predittive che molto in anticipo potrebbero salvare vite e mezzi di sussistenza, dal suonare allarmi per inondazioni e frane alla preparazione degli agricoltori per lunghe stagioni secche. Barnes guida anche una task force federale NOAA per migliorare le previsioni da sottostagionali a stagionali, con l'obiettivo di affinare le previsioni per gli uragani, ondate di calore, il vortice polare e altro ancora.

I fiumi atmosferici non sono affatto fiumi

I fiumi atmosferici non sono veri e propri corsi d'acqua, ma "fiumi nel cielo, " secondo i ricercatori. Sono intensi pennacchi di vapore acqueo che causano precipitazioni estreme, pennacchi così grandi da sembrare fiumi nelle immagini satellitari. Questi "fiumi" sono responsabili di più della metà delle precipitazioni negli Stati Uniti occidentali.

L'oscillazione Madden-Julian è un gruppo di temporali che si sposta a est lungo l'Equatore per 30-60 giorni. La posizione dell'oscillazione determina dove si formeranno le onde atmosferiche, e il loro eventuale impatto su dire, California. Nei lavori precedenti, i ricercatori hanno scoperto le fasi chiave dell'oscillazione Madden-Julian che influenzano il tempo lontano, compresi i fiumi atmosferici.

Seduto sopra l'oscillazione Madden-Julian è un modello di vento molto prevedibile chiamato oscillazione quasi biennale. Per periodi da due a tre anni, i venti si spostano a est, a ovest e di nuovo a est, e quasi mai deviare. Questo modello influenza direttamente l'oscillazione Madden-Julian, e quindi influenza indirettamente il tempo fino alla California e oltre.

Il QBO conta

I ricercatori della CSU hanno creato un modello in grado di prevedere con precisione l'attività atmosferica del fiume negli Stati Uniti occidentali tra tre settimane. I suoi input includono lo stato attuale dell'oscillazione Madden-Julian e l'oscillazione quasi biennale. Utilizzando le informazioni su come i fiumi atmosferici si sono comportati in precedenza in risposta a queste oscillazioni, hanno scoperto che l'oscillazione quasi biennale è molto importante.

Armati del loro modello, i ricercatori vogliono identificare e comprendere le carenze nei modelli meteorologici numerici all'avanguardia che impediscono loro di prevedere il tempo su queste scale temporali substagionali.

"Vorrebbe la pena di sviluppare una buona comprensione della relazione fisica tra l'oscillazione Madden-Julian e l'oscillazione quasi biennale, e vedere cosa si può fare per migliorare la simulazione dei modelli di questa relazione, " ha detto Mundenk.

Un'altra logica estensione del loro lavoro sarebbe quella di testare quanto bene il loro modello può prevedere le precipitazioni effettive e il vento o altre condizioni meteorologiche avverse, come tornado e grandine.