La modellazione delle correnti insieme al vento e alle onde fornisce previsioni più accurate per le previsioni del tempo e gli scienziati del clima.

Mentre gli uragani crescono di potenza mentre il clima cambia, modellare accuratamente le interazioni tra l'atmosfera e l'oceano diventa sempre più importante per preparare le persone a reprimere o a evacuare. I numerosi meccanismi del sistema atmosfera-oceano, noto come flusso aria-mare, rendono la modellazione estremamente complicata, però.

Qi Shi, un ricercatore post-dottorato presso il Great Lakes Research Center presso la Michigan Technological University, ha creato la prima analisi dettagliata delle risposte oceaniche e atmosferiche alle correnti, onde e vento. Nell'articolo "Coupling Ocean Currents and Waves with Wind Stress over the Gulf Stream" pubblicato su Remote Sensing questa estate, Shi sostiene che gli attuali modelli numerici semplicemente non tengono conto dell'impatto delle onde, correnti e vento accoppiati. Questo accoppiamento è fondamentale perché senza di esso, i modelli non rappresentano accuratamente i processi dello strato limite atmosferico marino.

"Abbiamo quantificato l'impatto di questo accoppiamento per migliorare la precisione dei flussi aria-mare, perché senza modellare le correnti, c'è una distorsione costante nei modelli, " Shi ha detto. "Che cosa causa questo pregiudizio? Manca l'intero spettro dei meccanismi di feedback."

In poche parole:una migliore modellazione offre ai meteorologi e agli scienziati del clima un'immagine più accurata di ciò che accade dove l'atmosfera e l'oceano si incontrano.

Parte di ciò che rende così complicata la modellazione del flusso aria-mare è l'enorme numero di meccanismi di feedback nel sistema:per modellare le onde, bisogna tener conto della rugosità della superficie e del vento; per modellare la temperatura della superficie del mare, si deve tenere conto delle differenze di temperatura aria-mare, vapore acqueo, umidità, evaporazione e altro. La modellazione delle correnti del vento e della superficie è ugualmente complessa.

Uragani e clima

Gli uragani sono alimentati dal calore e dall'umidità dell'oceano. Le correnti e le onde oceaniche modificano il wind shear e la rugosità superficiale, che sono variabili chiave per il calcolo dei flussi di calore e di quantità di moto aria-mare. Utilizzando un'alta risoluzione, sistema di modellazione oceano-onda-atmosferica accoppiato a tre vie, Shi determinò il ruolo dell'accoppiamento delle correnti oceaniche, onde e vento nel ridurre la distorsione del modello nel flusso aria-mare sulla Corrente del Golfo.

Il lavoro di Shi è il primo studio dettagliato del meccanismo nel processo di accoppiamento corrente-onda-stress, che può essere applicato per aumentare l'accuratezza delle previsioni per l'intensità degli uragani e la previsione del clima, nonché per utilizzare meglio le osservazioni satellitari nei modelli numerici.

"Forniamo prove che l'osservazione delle correnti è importante e ha un'influenza significativa sui modelli, " disse Shi.

Shi ha detto che spera di vedere l'eventuale lancio di un satellite che osservi le correnti oceaniche per convalidare le osservazioni a terra.