De atmosfeer van de aarde is chaotisch, waardoor het voor voorspellers moeilijk wordt om het weer meer dan 10-13 dagen van tevoren te voorspellen. Echter, onderzoek heeft in toenemende mate aangetoond dat grootschalige patronen van variabiliteit en relaties tussen toestanden van de atmosfeer op twee verre locaties, genaamd "televerbindingen, " kan helpen om de voorspellingsvaardigheid buiten deze limiet uit te breiden.

"Weinig onderzoekers hebben dit mechanisme toegepast op weersvoorspellingen, " zei Kai-Chih Tseng, afgestudeerde student atmosferische wetenschappen aan de Colorado State University (CSU). "Vooral van twee weken tot drie maanden, die in het verleden bekend stond als een 'voorspellingswoestijn'."

Een nieuwe studie onder leiding van Tseng zegt dat televerbindingen met bepaalde fasen van een terugkerend tropisch regenpatroon de voorspellingen tot 20-25 dagen van tevoren kunnen verlengen. De studie is co-auteur van assistent-professor Libby Barnes en professor Eric Maloney, beide in de afdeling Atmosferische Wetenschappen van CSU.

De bevindingen van de auteurs bieden richtlijnen over welke tropische omstandigheden kunnen leiden tot verbeterde voorspellingen die onze huidige mogelijkheden te boven gaan - en meer tijd om ons voor te bereiden op extreme gebeurtenissen.

Madden-Julian Oscillatie bevat aanwijzingen

Al decenia, wetenschappelijk bewijs heeft bevestigd dat het grote tropische regenpatroon genaamd de Madden-Julian Oscillation (MJO) het weer in onze nek van het bos kan beïnvloeden. De MJO reist oostwaarts rond de evenaar, herhaalt zijn route elke 40-50 dagen. De wereldwijde trektocht is verdeeld in acht fasen op basis van de locatie van de MJO. Terwijl het beweegt, via interacties tussen de oceaan en de atmosfeer, het stuurt rimpelingen door de atmosfeer die kunnen bijdragen aan extreme gebeurtenissen in de VS, zoals arctische luchtuitbraken, extreme hitte gebeurtenissen, en overstromingen.

Gelukkig, de rotatieperiode van de MJO valt precies binnen de voorspellingswoestijn die Tseng beschrijft, tussen weersvoorspellingen op korte termijn en seizoensgebonden klimaatvoorspellingen. Dus, de televerbinding met de middelste breedtegraden kan weersvoorspellingen over een groter bereik ondersteunen.

Maar het is een uitdaging om te begrijpen hoe ons weer reageert op de MJO. De rimpelingen van de MJO hebben tijd nodig om zich naar de middelste breedtegraden te verspreiden terwijl ze de aarde doorkruisen. Dus, weersomstandigheden die we in de VS zien, zijn mogelijk veroorzaakt door een eerdere fase van de MJO. In aanvulling, de meeste eerdere studies die MJO-televerbindingen evalueerden, gebruikten een middelingsmethode die geen consistente patronen beoordeelt van hoe ons weer reageert op MJO-gebeurtenissen.

Tseng en het team vergeleken MJO-evenementen met elkaar om te zien hoe vaak ze vergelijkbare patronen vonden.

"Als een patroon keer op keer opduikt, dan kunnen we vol vertrouwen zeggen:Ja, dit patroon is voorspelbaarder en zal zeer waarschijnlijk in de toekomst weer opduiken, ' zei Tseng.

Fase 2 en 6

Het team ontdekte dat met name MJO-fasen 2 en 6 consistente wind- en drukpatronen op de middelste breedtegraden kunnen genereren. Deze sterke televerbindingen tijdens bepaalde fasen verbeteren de voorspellingsvaardigheid bij langere doorlooptijden buiten het weer door de onzekerheid in voorspellingsmodellen te verminderen.

"We waren verrast dat bepaalde MJO-fasen [2 en 6] consistentere televerbindingspatronen produceerden, "Zei Tseng. "Het is de perceptie dat alle fasen van de MJO sterke televerbindingen produceerden."

Echter, hun resultaten toonden aan dat de televerbindingen van de MJO het meest consistent waren wanneer de MJO zich boven de oostelijke Indische Oceaan of de westelijke Stille Oceaan bevond. Deze bevindingen zouden kunnen helpen om meer tijd te geven om zich voor te bereiden op extreme gebeurtenissen, vergeleken met de traditionele weersvoorspellingslimiet van 10 tot 13 dagen.

In de toekomst, Tseng en zijn collega's willen begrijpen waarom de MJO-televerbindingen consistent zijn voor bepaalde fasen. Als ze het mechanisme begrijpen, ze kunnen misschien bepalen hoe klimaatverandering deze televerbindingen kan beïnvloeden - mogelijk de reactie op de middelste breedtegraden versterken of verzwakken.

"Als deze televerbindingen van kracht veranderen in het toekomstige klimaat, het is mogelijk dat ons weersvoorspellingsvermogen op basis van de MJO ook verandert, ' zei Tseng.