Desetine hiljada oluja sa grmljavinom mogu tutnjati širom sveta svakog dana, ali tačno predviđanje vremena i lokacije na kojoj će se formirati ostaje veliki izazov kompjuterskog modeliranja vremena. Nova tehnika koja kombinuje nedovoljno korišćene satelitske i radarske podatke u vremenskim modelima može poboljšati ova predviđanja, prema timu naučnika koji predvodi Penn State.
„Oluje sa grmljavinom su toliko sveprisutne da je teško izbrojati koliko ih dobijate u Pensilvaniji, Sjedinjenim Državama ili širom sveta svakog dana“, rekao je Keenan Eure, doktorant na Odeljenju za meteorologiju i atmosferske nauke u Penn State. „Mnogi naši izazovi, čak i danas, su pronalaženje kako da tačno predvidimo vreme i lokaciju početka grmljavine.
Naučnici su otkrili da bi kombinovanjem podataka sa geostacionarnog meteorološkog satelita GOES-16 i zemaljskog Doplerovog radara mogli da shvate precizniju sliku početnih uslova u graničnom sloju, najnižem delu atmosfere, gde se formiraju oluje.
„Postoji vrednost u poboljšanju predviđanja oluja sa Doplerovim radarima i satelitskim posmatranjima koja se trenutno nedovoljno koriste i pokazali smo da ne samo da se mogu koristiti za poboljšanje predviđanja, već i njihovo sastavljanje ima mnogo prednosti“, rekao je Eure, glavni autor studije. . „Zbir je veći od pojedinačnih delova.
Tehnika je pokazala obećanje u poboljšanju predviđanja inicijacije konvekcije, uslova koji izazivaju oluje, nekoliko sati pre nego što su se grmljavine dogodile u studiji slučaja iz maja 2018. u Teksasskom panhandleu. Naučnici su objavili svoje nalaze u časopisu Monthli Veather Reviev.
„Kinan se fokusirao na korišćenje satelitskih posmatranja kako bi bolje definisao okruženje u kojem će se oluje kasnije formirati, i na korišćenje radarskih posmatranja da poboljša polja vetra niskog nivoa koja su na kraju pomogla da se stvore oluje“, rekao je David Stensrud, profesor meteorologije na Penn State i Eureov savetnik i koautor studije. „Ova kombinacija posmatranja nije ranije proučavana i na kraju je dodala značajnu vrednost prognozama modela na današnji dan.“
Naučnici su koristili asimilaciju podataka, statističku metodu koja može da oslika najtačniju moguću sliku trenutnih vremenskih uslova u vremenskom modelu, što je važno jer čak i male promene u atmosferi mogu dovesti do velikih odstupanja u prognozama tokom vremena.
Razumevanje uslova u graničnom sloju je posebno važno jer snažno utiče na sastojke za konvekciju – vlagu blizu površine, podizanje i nestabilnost – proces koji izaziva podizanje toplog vazduha blizu površine Zemlje i formiranje oblaka.
„Očigledno ne možemo da modelujemo svaki molekul u atmosferi, ali želimo da se približimo što je moguće bliže“, rekao je Eure. Zaista verujemo da ovaj rad dodaje mnogo vrednih informacija koje modeli trenutno nemaju i da možemo pomoći u prikazu najnižeg dela atmosfere.“
Tim je asimilirao satelitske i radarske podatke odvojeno i istovremeno i otkrio da su najbolji rezultati došli od kombinovanja posmatranja temperature infracrvene svetlosti sa satelita i radijalnih posmatranja brzine vetra i visine granice sa radara.
Rad koristi asimilaciju satelitskih podataka celog neba, koju je razvio Penn State centar za napredne tehnike asimilacije i predvidljivosti, koja asimilira satelitske podatke iz svih vremenskih uslova, uključujući oblačno i vedro nebo. Predviđanje se ranije oslanjalo na posmatranja čistog neba, zbog izazova u dijagnosticiranju složenih fizičkih procesa unutar oblaka, rekli su naučnici.
„Iako treba istražiti više slučajeva, ova zapažanja su trenutno dostupna i mogu se koristiti za poboljšanje predviđanja grmljavine u narednoj deceniji dok NOAA nastavlja da unapređuje svoju paradigmu upozorenja na prognozu u kojoj predviđanja kompjuterskog modela pomažu da se pojačaju upozorenja o teškim vremenskim prilikama. tačno i blagovremeno“, rekao je Stensrud.
