I meteorologi del Laboratorio di ricerca navale degli Stati Uniti hanno in programma di dare uno sguardo più approfondito nel 2020 a un primo, ma difficile da modellare, componente del ciclo globale dell'acqua noto come fiumi atmosferici.

Fiumi nel cielo, a volte noto come Maya o Pineapple Express, rappresentano la maggior parte dell'umidità orizzontale trasportata al di fuori dei tropici, il Tropico del Cancro e il Tropico del Capricorno, e persino nell'Artico.

Il trasporto orizzontale dell'umidità è l'acqua che si sposta da est a ovest o da nord a sud, al contrario dell'umidità che si sposta verticalmente dall'oceano all'atmosfera.

"Questi fiumi stretti muovono una quantità significativa di acqua attraverso l'aria, anche se occupano un'area relativamente piccola, " ha detto Carolyn Reynolds, dottorato di ricerca, capo del Probabilistic Prediction Research Office presso l'NRL. "I grandi fiumi atmosferici possono trasportare tanta umidità quanto l'Amazzonia".

In media, solo pochi eventi atmosferici fluviali sono responsabili del 30-50 percento delle precipitazioni annuali sulla costa occidentale, secondo la National Oceanographic and Atmospheric Administration.

L'umidità significativa, forti venti di superficie, e le condizioni meteorologiche avverse associate a queste caratteristiche planetarie rendono la possibilità di prevederle importante per la Marina e il Corpo dei Marines. Per esempio, il Maya Express 2010 ha contribuito a Washington, "Snowmaggedon," di D.C. " che ha lasciato cadere circa 5 piedi di neve nell'area in circa quattro giorni.

"Ciò che li rende un po' confusi da modellare è quanto siano dinamici, " Reynolds ha detto. "Possono durare fino a diversi giorni, possono pulsare, e piccoli dettagli sui bordi possono avere un grande impatto sul modo in cui si evolvono."

Reynolds ha affermato che i modelli meteorologici attuali possono discostarsi di centinaia di chilometri anche per previsioni brevi di pochi giorni.

"C'è molto su di loro che dobbiamo ancora capire, in particolare le interazioni tra oceano e aria, " ha detto. "Abbiamo una conoscenza di base, ma devo ancora arrivare ai dettagli".

Reynolds e James Doyle, dottorato di ricerca, scienziato senior nella divisione di meteorologia marina della NRL utilizza metodi sofisticati chiamati adjoints per discernere come le previsioni di questi fiumi sono molto sensibili ai piccoli cambiamenti nella struttura dei fiumi.

Reynolds ha affermato che gli strumenti aggiuntivi non sono unici, ma sono tra le più complete e più alte fedeltà al mondo. Le unità aggiunte del team saranno messe alla prova nel 2020 quando NRL collaborerà con altre agenzie per ottenere dati in tempo reale sui fiumi atmosferici.

Andare per una crociera sul fiume

All'inizio del 2020, NRL è sulla buona strada per partecipare a un progetto sul campo del Pacifico orientale, guidato dallo Scripps Institute of Oceanography dell'Università della California, San Diego, raccogliere osservazioni in situ di fiumi atmosferici. I ricercatori campionano osservazioni in situ direttamente nell'ambiente, vice utilizzando mezzi remoti come i satelliti. L'NRL ha partecipato a programmi sul campo simili nel 2016, 2018 e 2019.

Durante il progetto, Il sistema di modellazione aggiunto della NRL sarà utilizzato per dirigere l'aereo WC-130J "Hurricane Hunter" dell'aeronautica americana. L'obiettivo è fornire i percorsi di volo ottimali agli Hurricane Hunters per utilizzare i loro sensori di bordo e distribuire pacchetti strumentati con paracadute noti come dropsondes.

Le osservazioni in situ sono di grande valore. I meteorologi dell'NRL hanno sviluppato una tecnica, chiamato Sensibilità Previsione/Impatto dell'Osservazione, per misurare l'impatto di ciascun punto dati sulla riduzione dell'errore di previsione e per comprendere meglio le distorsioni nei loro modelli meteorologici.

"Le osservazioni dirette delle condizioni meteorologiche reali in questi fiumi atmosferici possono avere un impatto enorme sulle nostre previsioni, "Reynolds ha detto. "In passato, abbiamo dimostrato che avere almeno due velivoli che raccolgono osservazioni può ridurre il nostro errore di previsione di 24 ore tanto quanto l'intera rete di radiosonde (palloncini meteorologici) nordamericana."

Il lavoro di NRL sui fiumi atmosferici è finanziato dal suo programma scientifico di base, e dovrebbe continuare fino al 2022.