Dane ze stratosfery poprawiają prognozy pogody
Naukowcy wiedzą, że stratosfera (warstwa atmosfery rozciągająca się od około 10 kilometrów nad powierzchnią Ziemi) oddziałuje z troposferą, czyli warstwą, w której żyjemy. Zdają sobie także sprawę, że podczas gdy troposfera jest chaotyczna i ulega szybkim zmianom, stratosfera jest bardziej stabilna. „Stratosfera to kluczowe źródło informacji”, mówi Froila Palmeiro, badaczka z projektu SD4SP(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Europejsko-śródziemnomorskiego Centrum ds. Zmiany Klimatu, CMCC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) we Włoszech. „Problem polega na tym, że tak naprawdę nie wiemy, jak przebiegają interakcje z troposferą”. Palmeiro zauważa także, że dane dotyczące stratosfery często nie są uwzględniane w danych służb klimatycznych, z których korzystają rolnicy do planowania upraw oraz dostawcy energii odnawialnej do prognozowania nasłonecznienia lub wiatru. Tymczasem włączenie tego rodzaju informacji – w połączeniu z lepszym zrozumieniem interakcji między stratosferą a troposferą – mogłoby wzmocnić modele prognoz sezonowych w przyszłości.
Badanie zjawiska El Niño–Oscylacja Południowa
Projekt SD4SP, wspierany przez program działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) powstał z myślą o poprawie symulacji i prognozowania interakcji stratosfery z troposferą. W ramach projektu skupiono się na dwóch zjawiskach pogodowych, o których wiadomo, że mają okresowy wpływ na region Północnego Atlantyku – El Niño–Oscylacji Południowej (ENSO) oraz oscylacji quasi-dwuletniej (QBO). Naukowcy wiedzą, kiedy te oscylacje mogą wystąpić i jak będą przebiegać. Nie rozumieją jednak w pełni – i mają trudności z uwzględnieniem tego w modelach klimatycznych – w jaki sposób anomalie powodowane tymi zjawiskami występują w odległości tysięcy kilometrów od siebie (telekoneksja atmosferyczna). Tutaj pomocne może okazać się lepsze poznanie interakcji między stratosferą a troposferą.
Udoskonalanie modeli prognoz sezonowych
„Po pierwsze chcieliśmy spróbować wyjaśnić, jak telekoneksja działa w przypadku ENSO i QBO”, dodaje Palmeiro. W tym celu w projekcie zastosowano podejście oparte na analizie 3D, aby szczegółowo zbadać strukturę wiru polarnego w stratosferze. „Pomogło nam to lepiej zrozumieć telekoneksje zachodzące w stratosferze”, zauważa Palmeiro. „Nasze ustalenia dotyczące wiru polarnego pomagają na przykład wyjaśnić zimową burzę z 2018 r., nazwaną »Beast from the East«, która przyniosła mroźne temperatury w Europie kontynentalnej. Udało nam się wykazać, że tego rodzaju zjawiska są związane z rozszczepieniem stratosferycznego wiru polarnego, co zdarza się częściej podczas zjawiska La Niña (części cyklu ENSO i chłodniejszego odpowiednika El Niño)”. W drugiej części projektu skupiono się na udoskonaleniu prognoz sezonowych. Środkiem do tego celu było zastosowanie danych stratosferycznych w modelowaniu pogody, a następnie porównanie wyników z rzeczywistym przebiegiem wydarzeń – była to raczej analiza retrospektywna niż prognoza. Dzięki temu Palmeiro mogła sprawdzić, czy jej modele uzupełnione o dane ze stratosfery są dokładniejsze od modeli konwencjonalnych. „Zdaliśmy sobie sprawę, że w stratosferze kryje się wiele cennych informacji”, zauważa. „Można znacząco poprawić trafność prognoz pogody, szczególnie w europejskim regionie północnoatlantyckim”.
Zarządzanie kryzysowe i bezpieczeństwo publiczne
Te postępy w prognozowaniu sezonowym mogą być przydatne nie tylko dla rolnictwa i energetyki, ale także dla zarządzania kryzysowego i ogólnego bezpieczeństwa publicznego. Na przykład dokładniejsze prognozowanie intensywnych opadów śniegu i powodzi może umożliwić podjęcie odpowiednich działań, zanim będzie za późno. Aby tak się stało, Palmeiro współpracuje obecnie z międzynarodowymi partnerami w ramach globalnych inicjatyw, takich jak APARC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – kluczowy projekt Światowego Programu Badań Klimatycznych. „W ramach tej inicjatywy próbuję lepiej zrozumieć telekoneksję QBO, aby móc dokładniej odwzorować QBO w modelach”, mówi.
