Lagedrukweersystemen die in de zomer noordwaarts trekken van Italië naar Midden-Europa, brengen gevreesde stortbuien en overstromingen ten noorden van de Alpen met zich mee. Maar waar halen ze dit destructieve vocht vandaan? Het antwoord op die vraag is nu opgehelderd door klimaatwetenschappers in Bern door middel van simulaties die ze draaiden op de supercomputer "Piz Daint" van CSCS.

Om de paar jaar, Europeanen zijn getuige van extreme weersomstandigheden in de zomer:hevige regenval aan de noordkant van de Alpen en in Midden-Europa veroorzaakt vaak de Elbe, Donau en Rijn om hun respectieve regio's te laten zwellen en onder water te zetten. Deze meteorologische verschijnselen zijn terug te voeren op verschillende factoren, waaronder speciale soorten mediterrane lagedruksystemen die bekend staan ​​als Vb-cyclonen. uit Genua, deze Vb-cyclonen trekken over de Povlakte of de noordelijke Adriatische Zee en vervolgens naar het noorden, grote hoeveelheden vocht met zich meedragen. Maar waar komt dat vocht oorspronkelijk vandaan?

In eerdere onderzoeken is water in de grond, in de Atlantische Oceaan, en in de Middellandse Zee zijn allemaal beschouwd en besproken als factoren die bijdragen aan een of ander extreem weer. Echter, de rol die deze bronnen spelen als individuele bijdragers aan het totale vochtgehalte van een Vb-cycloon is tot op heden nooit volledig begrepen. Maar nu, klimaatwetenschappers van de Universiteit van Bern hebben simulaties gebruikt die zijn uitgevoerd op de "Piz Daint"-supercomputer om vijf extreme gebeurtenissen tussen 1979 en 2013 te onderzoeken die werden toegeschreven aan Vb-cyclonen. Op deze manier, onderzoekers waren in staat om de belangrijkste vochtbron te identificeren.

Bodemvocht, Atlantische Oceaan of Middellandse Zee?

Op basis van de beschikbare gegevens van deze vijf extreme gebeurtenissen, de onderzoekers testten drie verschillende bronnen van vocht. In afzonderlijke simulaties varieerden ze de mate van bodemvocht en de zee-oppervlaktetemperaturen van de Atlantische Oceaan en de Middellandse Zee.

Om de impact van bodemvocht te identificeren, de onderzoekers definieerden drie scenario's:helemaal geen vocht; een lage vochtigheidsgraad, zoals typisch is voor Spanje; en volledig verzadigde grond. Volgens de studie, het hoogst onrealistische experimentele geval van volledig uitgedroogde, onverzadigde grond was de enige van die drie varianten die het vochtgehalte van de Vb-cyclonen significant beïnvloedde. Met deze factor in het spel, gemiddelde neerslaghoeveelheden in de vijf casestudies verminderd met 32 ​​procent. In de tussentijd, de twee andere bodemvochtexperimenten lieten slechts geringe effecten op de onderzochte Vb-cyclonen zien.

Bij het onderzoek van de Atlantische Oceaan onderzoekers veranderden de oppervlaktetemperatuur van de oceaan met plus of min 5 Kelvin ten opzichte van het huidige cijfer. De resultaten toonden aan dat deze veranderingen het vochtgehalte van de cyclonen nauwelijks beïnvloedden. Pas toen het model werd gevoed met veranderingen in de oppervlaktetemperatuur van de Middellandse Zee, vertoonde het systeem een ​​opmerkelijke verandering:toen de temperatuur van het zeeoppervlak met 5 Kelvin toenam, de gemiddelde neerslaghoeveelheden in de cyclonen stegen met 24 procent.

Supercomputer experimenten

"Gevoeligheidsstudies zoals deze op echte gebeurtenissen zijn een experiment waarbij we kijken hoe een systeem reageert op vooraf gedefinieerde veranderingen, " zegt klimaatonderzoeker Martina Messmer, hoofdauteur van de studie die onlangs is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift 'Earth System Dynamics'.

Een van de weersomstandigheden die in het onderzoek werden getest, was wat de geschiedenis is ingegaan als de 'Midden-Europese overstroming' van augustus 2002. Deze specifieke Vb-cycloon veroorzaakte massale overstromingen, vooral rond de rivieren Elbe en Oder. Een andere gebeurtenis die de onderzoekers onder de loep namen, was het noodweer en de zware neerslag van de zomer van 2005, die met name Zwitserland overspoelde.

Door middel van gevoeligheidsstudies van deze feitelijke gebeurtenissen, Messmer en haar team van onderzoekers kwamen tot het inzicht dat de reactie van het systeem op een verandering in de temperatuur van het zeeoppervlak in de Middellandse Zee een duidelijke aanwijzing is dat deze Vb-cyclonen die verantwoordelijk zijn voor zware zomerneerslag in Midden-Europa het grootste deel van hun vocht opnemen uit de Middellandse Zee. De simulaties toonden ook aan dat een stijging van de oppervlaktetemperatuur van de Middellandse Zee de neerslag naar het oosten en weg van de centrale Alpen leidde. Hoewel, de onderzoekers waarschuwen tegen het projecteren van een dergelijke verschuiving naar het oosten onder toekomstige trends op het gebied van de opwarming van de aarde, alleen op basis van dit onderzoek.

"De studie geeft ons een indicatie van hoe de cyclonen hun gedrag kunnen veranderen. aangezien het complexe klimaatsysteem zal veranderen onder invloed van toekomstige opwarming, geen directe conclusies over klimaatverandering kunnen worden getrokken uit onze gevoeligheidsstudies, " zegt klimaatwetenschapper Christoph Raible, co-auteur van de studie.

Onderzoek naar mogelijke extreme gebeurtenissen in de toekomst

Studies zoals deze zijn belangrijk omdat ze een beter begrip opleveren van de mechanismen achter dergelijke weersomstandigheden, de onderzoekers merken op, evenals over waar de cyclonen hun vocht verzamelen. Nu we weten dat de Middellandse Zee de belangrijkste vochtbron is, onderzoekers bereiden zich voor op de volgende stap in hun plan, dat is om de toekomstige impact van de opwarming van de aarde op de ontwikkeling en het gedrag van de beruchte Vb-cyclonen te onderzoeken.