science >> Wetenschap >  >> Natuur

Extreme regenval is over de hele wereld met elkaar verbonden

Voor extreme regenval in Noord-India (rode ruit), de rode lijnen tonen lokale weerpatronen, en de blauwe lijnen tonen globale patronen die extreme regenval met elkaar verbinden, weergegeven door de blauwe vormen. Vooral, de blauwe vormen boven Europa geven aan dat extreme regenval in Noord-India kan worden voorspeld op basis van eerdere gebeurtenissen in Europa. Krediet:Boers et al. 2019

Een analyse van satellietgegevens heeft wereldwijde patronen van extreme regenval onthuld, wat kan leiden tot betere voorspellingen en nauwkeurigere klimaatmodellen.

Extreme regenval - gedefinieerd als de top vijf procent van regendagen - vormt vaak een patroon op lokaal niveau, bijvoorbeeld tracking in heel Europa. Maar nieuw onderzoek vandaag gepubliceerd in Natuur , onthult dat er ook grootschalige wereldwijde patronen zijn voor extreme regenval.

Deze patronen verbinden zich door de atmosfeer in plaats van over land, bijvoorbeeld extreme regenval in Europa kan ongeveer vijf dagen voorafgaan aan extreme regenval in India, zonder extreme regen in de tussenliggende landen.

Het onderzoek, geleid door een team van Imperial College London en het Potsdam Institute for Climate Impact Research in Duitsland, zou kunnen helpen beter te voorspellen wanneer en waar extreme regenval zal plaatsvinden over de hele wereld. De inzichten kunnen worden gebruikt om mondiale klimaatmodellen te testen en te verbeteren, leidt tot betere voorspellingen.

De studie biedt bovendien een 'baseline' voor studies over klimaatverandering. Door te weten hoe de atmosfeer zich gedraagt ​​om patronen van extreme regenval te creëren, wetenschappers zullen nieuwe inzichten kunnen krijgen in veranderingen die kunnen worden veroorzaakt door de opwarming van de aarde.

Hoofdauteur Dr. Niklas Boers, van het Potsdam Institute for Climate Impact Research en het Grantham Institute-Climate Change and Environment bij Imperial, zei:"Het blootleggen van dit wereldwijde patroon van verbindingen in de gegevens kan de weer- en klimaatmodellen verbeteren.

Dit geldt met name voor het opkomende beeld van koppelingen tussen de tropen en de Europese en Noord-Amerikaanse regio's en de gevolgen daarvan voor extreme regenval.

"Deze bevinding kan ons ook helpen de verbanden tussen verschillende moessonsystemen en extreme gebeurtenissen daarin te begrijpen. Ik hoop dat onze resultaten, op de lange termijn, helpen bij het voorspellen van extreme regenval en bijbehorende plotselinge overstromingen en aardverschuivingen in het noordoosten van Pakistan, Noord-India en Nepal. Er zijn de afgelopen jaren verschillende van dergelijke gevaren geweest, met verwoestende gevolgen in deze regio's, zoals de overstroming van Pakistan in 2010."

Om patronen te vinden in extreme regenval, het team ontwikkelde een nieuwe methode die is geworteld in de complexe systeemtheorie om satellietgegevens van regen met hoge resolutie te bestuderen. De gegevens zijn afkomstig van de Tropical Rainfall Measurement Mission en bestrijken de regio tussen 50? Noord en Zuid sinds 1998.

Door de wereldbol in een raster te breken, het team kon zien waar gebeurtenissen plaatsvonden en bepalen hoe 'synchroon' ze waren - een statistische maatstaf die verbanden beoordeelt, zelfs als de gebeurtenissen niet precies op hetzelfde moment plaatsvonden.

De resultaten van dit 'complexe netwerk'-model, geanalyseerd met behulp van ons begrip van de beweging van de atmosfeer, onthulde een mogelijk mechanisme voor hoe de gebeurtenissen met elkaar verbonden waren. De patronen lijken te zijn gecreëerd door Rossby-golven - wiebelen in snelstromende luchtstromen hoog in de atmosfeer, bekend als de jetstreams.

Rossby-golven zijn in verband gebracht met regelmatige regenval, maar deze studie is de eerste die ze verbindt met patronen van extreme regenval. Co-auteur professor Brian Hoskins, voorzitter van het Grantham Institute in Imperial, zei:"De nieuwe techniek die wordt toegepast op satellietgegevens toont zeer verrassende relaties tussen extreme regenval in verschillende regio's over de hele wereld.

"Bijvoorbeeld, extreme gebeurtenissen in de Zuid-Aziatische zomermoesson zijn, gemiddeld, gekoppeld aan gebeurtenissen in de Oost-Aziatische, Afrikaanse, Europese en Noord-Amerikaanse regio's. Hoewel regen in Europa niet de oorzaak is van regen in Pakistan en India, ze behoren tot hetzelfde atmosferische golfpatroon, waarbij de Europese regens als eerste worden geactiveerd.

"Dit zou een sterke test moeten zijn voor weer- en klimaatmodellen en belooft betere voorspellingen."

Co-auteur Jürgen Kurths, van het Potsdam Institute for Climate Impact Research, zei:"Deze echt interdisciplinaire studie, die complexe netwerkwetenschap combineert met atmosferische wetenschap, is een uitstekend voorbeeld van het grote potentieel van het vrij jonge vakgebied van complexiteitsstudies. Naast inzicht in de verspreiding van epidemieën of informatiestromen over netwerken, het kan ook worden gebruikt om ons begrip van extreme gebeurtenissen in het klimaatsysteem te verbeteren."