Wetenschap
Kaart van het noordpoolgebied (figuur linksboven) en de observatiepunten waar meteorologische waarnemingen in de bovenste atmosfeer werden uitgevoerd (figuur rechts). De verkregen gegevens worden realtime gerapporteerd via het Global Telecommunication System (GTS) en gebruikt om weersvoorspellingen te maken. De figuur linksonder toont een tijdreeks van het aantal waarnemingen dat per dag met succes is gerapporteerd. Krediet:NIPR/JAMSTEC
Een onderzoeksteam bestaande uit leden van het Japanse National Institute of Polar Research, het Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), en andere organisaties voerden voorspellingssimulaties uit van de koude golven die Japan en de Noord-Amerikaanse oostkust troffen in februari 2015. De resultaten toonden aan dat aanvullende gegevens die dat jaar werden verzameld door frequentere observatie van meteorologische omstandigheden in de bovenste atmosfeer van het Noordpoolgebied vanuit beide onderzoeksstations op het land en het onderzoeksschip Lans varende winter Arctische wateren verbeterden de nauwkeurigheid van koudegolfvoorspellingen.
In recente jaren, extreme winterweergebeurtenissen zoals zware sneeuwval en strenge winters komen vaak voor in regio's zoals Oost-Azië, Noord-Amerika en Europa. Bijvoorbeeld, Japan beleefde een milde winter van 2014/2015 toen in februari het winterdrukpatroon sterker werd. Daarbij kwamen sneeuwval op recordhoogte, naar de Hokuriku-regio in het bijzonder. Herinneringen zijn nog vers aan de extreme recordbrekende koudegolf van -15°C die een week later de Noord-Amerikaanse oostkust trof, die aanzienlijke gevolgen met zich meebracht voor de mensen in de regio, transportsystemen en economie.
Om de destructieve effecten van deze extreme winterweergebeurtenissen te minimaliseren, nauwkeurige voorspelling van koude golven die vanuit het noordpoolgebied zo vroeg mogelijk binnenstromen, is absoluut noodzakelijk. Daartoe, het verdient de grote voorkeur om zoveel mogelijk meteorologische waarnemingsgegevens te hebben. Echter, aangezien het verkrijgen van dergelijke gegevens aanzienlijke personele en economische kosten met zich meebrengt, de effectiviteit ervan moet worden vastgesteld.
Een internationale onderzoeksgroep onder leiding van Dr. Kazutoshi Sato en Dr. Jun Inoue van NIPR, en Dr. Akira Yamazaki van JAMSTEC, voerde experimentele gesimuleerde voorspellingen uit van de koude golven van 2015 die Japan op 9 februari en de Noord-Amerikaanse oostkust op 16 februari troffen.
Drukpatronen aan het oppervlak (isobaren, hPa) en luchttemperaturen rond de 1, 500 meter voor de Japanse koudegolf (9 feb. 2015) en koudegolf in Noord-Amerika (16 februari, 2015). Er is een west-hoog, oost-lagedrukpatroon, en op zee zijn lagedruktroggen ontstaan. Krediet:NIPR/JAMSTEC
De verzameling van grotere dan gebruikelijke hoeveelheden Arctische winterweergegevens in 2015 had twee redenen:het Noorse onderzoeksschip Lans was in de Noordelijke IJszee en observeerde en verzamelde meteorologische gegevens in de bovenste atmosfeer, en de frequentie van observatie en gegevensverzameling werd verhoogd bij enkele van de observatiestations op het land rond het noordpoolgebied. Met behulp van JAMSTEC's supercomputer, de aardesimulator, het onderzoeksteam maakte koudegolfvoorspellingen voor twee gevallen:1) wanneer er frequentere waarnemingen en meer gegevens beschikbaar zijn dan normaal (zoals in 2015) en 2) een "normaal" jaar met minder gegevensverzameling van stations op het land en geen extra onderzoeksbronnen beschikbaar.
De resultaten van de simulaties toonden duidelijk aan dat de aanvullende gegevens die door de Lans en frequentere verzameling op landstations verbeterde de nauwkeurigheid van koudegolfvoorspellingen aanzienlijk.
De aanvullende gegevens die in 2015 werden verzameld, zorgden voor een aanzienlijk nauwkeuriger begrip van de dynamiek die optreedt in het centrum van de koude winterluchtmassa's die zich ontwikkelen in de bovenste atmosfeer boven de Noordelijke IJszee (de polaire vortex), en de beginomstandigheden in de atmosfeer waaruit extreme winterse weersomstandigheden ontstaan. Een nauwkeurigere beoordeling van de beginomstandigheden voorafgaand aan extreme weersomstandigheden is onontbeerlijk voor het maken van nauwkeurige voorspellingsberekeningen.
Universitair hoofddocent Inoue van het onderzoeksteam stelt:"Dit geeft aan dat meteorologische observatie in het noordpoolgebied kan helpen de impact van extreme winterweergebeurtenissen in gebieden op de middelste breedtegraden met geconcentreerde populaties te verminderen. Naar verwachting zal Japan actief blijven bijdragen aan meteorologische observatie in het noordpoolgebied."
De respectieve oppervlaktedruk- en luchttemperatuurverdelingen rond de 1, 500 meter (boven); gemiddelde temperatuur (potentiële temperatuur) binnen de gestippelde gebieden en het verticale profiel van de windsnelheid (onder), voor de prognose met aanvullende waarnemingen (links) en de "normale" prognose, of voorspelling zonder aanvullende waarnemingsgegevens te gebruiken (rechts). In de cijfers bovenaan, de zwarte lijnen tonen de werkelijke paden van lage druk; de dunne roze lijnen geven de paden aan zoals voorspeld door meerdere proeven (ensemblevoorspelling). De voorspelling met aanvullende waarnemingen sluit nauw aan bij de zwarte lijn, maar het pad en de locatie van het lagedrukdal zijn aanzienlijk afwijkend in de "normale" voorspelling, met hoge onzekerheid (variatie in de ensemblevoorspelling is groot). Krediet:NIPR/JAMSTEC
Er verandert veel met het verstrijken van de tijd, vooral wanneer het duizenden jaren betreft. Wat echter onveranderd blijft, is de status van water als de meest vitale voedingsstof voor de mens. De mensen
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com