I cicloni tropicali, conosciuti come tifoni nel Pacifico e come uragani nell'Atlantico, sono feroci, complessi sistemi di tempesta che causano perdite di vite umane e danni per miliardi di dollari ogni anno. Per decenni, gli scienziati hanno studiato ogni tempesta, cercando di capire il sistema ma incapace di misurare completamente ogni variabile complessa. Ora, la convergenza di nuovi strumenti di osservazione e il lancio di un database inclusivo potrebbero chiarire i meccanismi interni dei cicloni tropicali nel Pacifico settentrionale occidentale e nel Mar Cinese Meridionale.

Tre articoli sono stati pubblicati nell'ultimo numero di Progressi nella scienza dell'atmosfera . una carta, guidato dall'Amministrazione Meteorologica Cinese (CMA), si concentra su un nuovo database di cicloni tropicali, e gli altri due, guidato dal Petrel Meteorological Observation Experiment Project (Petrel Project) della CMA, e l'Istituto di fisica dell'atmosfera presso l'Accademia cinese delle scienze, rispettivamente, riporta un vasto esperimento di osservazione marina basato su veicoli senza equipaggio.

"Il miglioramento dell'accuratezza della previsione dei cicloni tropicali dipende non solo dalla comprensione della dinamica dei cicloni tropicali, ma anche dall'accuratezza della posizione dei cicloni tropicali e dalle stime dell'intensità, che è la base della previsione e della ricerca operativa sui cicloni tropicali, " ha detto Xiaoqin Lu, Istituto del tifone di Shanghai, CMA, e Laboratorio Chiave di Modellazione Numerica per Ciclone Tropicale, CMA. Lu è stato il primo autore dell'articolo sul database dei cicloni tropicali CMA.

Con otto set di dati separati, di cui uno compilato dal CMA con misurazioni risalenti al 1949, il database comprende posizioni storiche o in tempo reale, intensità, strutture dinamiche e termiche, forza del vento, quantità di precipitazioni, frequenza e altro, secondo Lu.

"Il database dei cicloni tropicali CMA è l'unico multi-source, multi-scala temporale, database completo su scala multispaziale sui cicloni tropicali che copre il Pacifico settentrionale occidentale, " Lu ha detto. "Questo database può fornire un supporto scientifico di base per i ricercatori, previsori e dipartimenti governativi che eseguono ricerche sui cicloni tropicali, previsioni e pianificazione della riduzione dei disastri".

I set di dati sui cicloni tropicali provenienti da più fonti sono stati precedentemente compilati come risorse per previsori e ricercatori nel 2017, e 2019.

"Queste risorse hanno svolto un ruolo importante nel rivelare le regole climatiche dei cicloni tropicali nel Pacifico settentrionale occidentale e nel Mar Cinese Meridionale, consentendo al ricercatore di cercare fattori di impatto con significato fisico e infine stabilire uno schema di previsione operativo, " Lu ha detto. "Ci auguriamo che questo database verrà utilizzato per l'applicazione di nuove tecnologie, come l'intelligenza artificiale, in una vasta gamma di discipline».

La tecnologia in via di sviluppo contribuirà presto al database. I primi dati osservativi tridimensionali di un sistema di cicloni tropicali sono stati ottenuti da più veicoli senza equipaggio in un esperimento condotto da 12 istituzioni sotto l'egida del Petrel Project. Un grande veicolo aereo senza equipaggio (UAV) ad alta quota dotato di strumenti di misurazione ha sorvolato il tifone Sinlaku, un sistema temporalesco iniziato alla fine di luglio 2020 e dissipato il 3 agosto. Allo stesso tempo, un veicolo di superficie marino senza pilota (USV) a energia solare sviluppato dall'Istituto di fisica atmosferica ha navigato attivamente verso l'occhio del ciclone. Il viaggio dell'USV è dettagliato in uno dei documenti. Due boe hanno anche raccolto dati osservativi durante la tempesta.

"I dati contengono misurazioni di 21 parametri oceanici e meteorologici acquisiti dai cinque dispositivi, insieme alle riprese video dell'UAV, ", ha affermato Xuefan Zhang del Centro di osservazione meteorologica, CMA e primo autore del documento Petrel Project. "I dati si sono rivelati molto utili nel determinare la posizione effettiva e l'intensità del tifone Sinlaku. L'esperimento dimostra la fattibilità dell'utilizzo di un'alta quota, grande UAV per colmare le lacune tra osservazioni meteorologiche operative di aree marine e tifoni vicino alla Cina, e segna una pietra miliare per l'uso di tali dati per analizzare la struttura e l'impatto di un tifone nel Mar Cinese Meridionale".

La migliorata capacità di prendere dettagli, i dati osservativi in ​​tempo reale aiuteranno i ricercatori a capire come si formano e si sviluppano i cicloni tropicali, secondo Zhang.

Zhang prevede di continuare a condurre osservazioni complete sui cicloni tropicali e utilizzare i dati per sviluppare un sistema operativo per comprendere e prevedere meglio le tempeste, e Lu prevede di espandere e arricchire il database multi-sorgente con più esperimenti sul campo e nuove attrezzature per esplorare i dettagli più fini della struttura e del funzionamento dei cicloni tropicali. Secondo entrambi i ricercatori, l'obiettivo finale dei loro progetti è comprendere meglio i cicloni tropicali per aiutare a mitigare e ridurre i disastri.