Koniec z chmurami niepewności
Chmury nie są losowo rozrzucone po niebie - często tworzą ogromne, złożone systemy, które mogą rozciągać się na setki kilometrów. Jednym z najbardziej dramatycznych przykładów tych mezoskalowych systemów konwekcyjnych są cyklony tropikalne, które charakteryzuje wysoki pierścień chmur wirujących wokół spokojnego centralnego oka. Co powoduje grupowanie się chmur? To pytanie od dawna nurtowało naukowców zajmujących się klimatem i pogodą. Odpowiedzi na to pytanie szukał finansowany ze środków Unii Europejskiej zespół projektu CLUSTER. „Lepsze zrozumienie organizacji chmur i zmian w ocieplającym się świecie jest niezbędne do opracowania modeli klimatycznych, które mogą lepiej przewidywać przyszłe wzorce opadów, co stanowi kluczową potrzebę dla społeczności na całym świecie", mówi Caroline Muller(odnośnik otworzy się w nowym oknie), klimatolożka z Austriackiego Instytutu Nauki i Technologii(odnośnik otworzy się w nowym oknie), partnera koordynującego projekt.
Szukanie odpowiedzi w tropikalnej atmosferze
Pierwotne założenia projektu przewidywały wykorzystanie istniejących obserwacji satelitarnych i naziemnych atmosfery tropikalnej jako sposobu na zbadanie promieniowania atmosferycznego, kluczowego procesu stojącego za powstawaniem burz. W trakcie trwania projektu zespół miał okazję uczestniczyć w dużej kampanii badań terenowych w tropikach, gdzie miał możliwość przeprowadzenia nowych pomiarów atmosfery wysokiej jakości. „Dało nam to niespodziewaną możliwość obliczania profili radiacyjnych z doskonałą rozdzielczością pionową”, wyjaśnia Muller. W oparciu o te obserwacje, w ramach projektu badacze opracowali nową teorię wyjaśniającą, w jaki sposób promieniowanie zmienia się w przestrzeni, w zależności od warunków wilgotności.
Powstawanie chmur i ekstremalne zjawiska pogodowe
W ramach projektu, który otrzymał wsparcie Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), badacze przeanalizowali również podstawowe mechanizmy fizyczne stojące za organizacją chmur i ich wpływ na występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych. Korzystając z wyidealizowanych symulacji, naukowcy ustalili, że konwekcyjna samoagregacja może istotnie wzmocnić chwilowe ekstremalne opady deszczu. Badacze powiązali również bardziej zorganizowaną konwekcję z nasilonymi dziennymi ekstremalnymi opadami w tropikach. „Łącząc fizykę odkrytą na podstawie wyidealizowanych symulacji zarówno z realistycznymi symulacjami numerycznymi, jak i rzeczywistymi obserwacjami atmosfery, umożliwiliśmy lepsze zrozumienie procesów, które wpływają na powstawanie zorganizowanych systemów burzowych, a także konsekwencje dla ekstremalnych zjawisk pogodowych”, dodaje Muller. Naukowcy zaczęli wykorzystywać narzędzia uczenia maszynowego do analizy systemów burzowych w realistycznych globalnych symulacjach klimatycznych, co pozwala im skuteczniej badać zachowanie zorganizowanych burz.
Przygotowania na ocieplenie klimatu
W nauce znalezienie odpowiedzi na jedno pytanie często rodzi szereg nowych wyzwań. Projekt CLUSTER nie jest wyjątkiem. Mimo, że prace w ramach projektu dobiegły końca, Muller i jej zespół kontynuują pracę. Obecnie badacze analizują wykorzystanie najnowszych globalnych symulacji klimatycznych o wysokiej rozdzielczości do dalszego badania wpływu społecznego i klimatycznego zorganizowanych systemów chmur. „Niezależnie od tego, czy chodzi o koliste mezoskalowe kompleksy konwekcyjne, linie szkwału czy cyklony tropikalne, mam nadzieję, że nasze odkrycia dotyczące zorganizowanych systemów chmur przełożą się na szersze międzynarodowe wysiłki na rzecz lepszego przygotowania się na ocieplenie klimatu”, podsumowuje Muller. „Zrozumienie tych systemów ma kluczowe znaczenie, jeśli chcemy przewidzieć, jak ekstremalne warunki pogodowe mogą zmieniać się w przyszłości”.
