De lucht heeft soms zijn grenzen, volgens nieuw onderzoek van twee atmosferische wetenschappers van de Universiteit van Chicago.

Een studie gepubliceerd op 24 mei in Wetenschap biedt een verklaring voor een mysterieus en soms dodelijk weerpatroon waarin de jetstream, de wereldwijde luchtstromen die de aarde omcirkelen, loopt uit over een regio. Net als snelwegen, de jetstream heeft een capaciteit, onderzoekers zeiden, en wanneer het wordt overschreden, Er ontstaan ​​blokkades die opmerkelijk veel lijken op files - en klimaatvoorspellers kunnen dezelfde wiskunde gebruiken om ze allebei te modelleren.

De dodelijke hittegolf van 2003 in Europa, De droogte in Californië in 2014 en de zwaai van Superstorm Sandy in 2012 die voorspellers verrasten - deze werden allemaal veroorzaakt door een weersfenomeen dat bekend staat als "blokkerend, " waarin de straalstroom meandert, weersystemen tegenhouden om naar het oosten te bewegen. Wetenschappers weten het al tientallen jaren, bijna net zo lang als ze weten over de jetstream - voor het eerst ontdekt door de baanbrekende meteoroloog Carl-Gustaf Rossby van de Universiteit van Chicago, in feite - maar niemand had een goede verklaring voor waarom het gebeurt.

"Blokkeren is notoir moeilijk te voorspellen, grotendeels omdat er geen overtuigende theorie was over wanneer het zich vormt en waarom, " zei co-auteur Noboru Nakamura, een professor in het Departement Geofysische Wetenschappen.

Nakamura en de toen afgestudeerde student Clare S.Y. Huang bestudeerde de jetstream, proberen een duidelijke reeks metingen voor blokkering te bepalen om het fenomeen beter te analyseren. Een van hun nieuwe statistieken was een term die de meander van de jetstream meet. Kijkend over de wiskunde, Nakamura realiseerde zich dat de vergelijking bijna identiek was aan een vergelijking die decennia geleden werd bedacht door transportingenieurs die verkeersopstoppingen probeerden te beschrijven.

"Het blijkt dat de jetstream een ​​capaciteit heeft voor 'weerverkeer, ' net zoals de snelweg verkeerscapaciteit heeft, en wanneer deze wordt overschreden, blokkering manifesteert zich als congestie, " zei Huang.

Net als autoverkeer, beweging vertraagt ​​​​wanneer meerdere snelwegen samenkomen en de snelheid van de straalstroom wordt verminderd vanwege topografie zoals bergen of kusten.

Het resultaat is een eenvoudige theorie die niet alleen blokkering reproduceert, maar voorspelt het, zei Nakamura, die het maken van de interdisciplinaire verbinding "een van de meest onverwachte, maar verhelderende momenten in mijn onderzoekscarrière - echt een geschenk van God."

De verklaring verbetert mogelijk niet onmiddellijk de weersvoorspelling op korte termijn, zeiden de onderzoekers, maar het zal zeker helpen om langetermijnpatronen te voorspellen, inclusief welke gebieden meer droogte of overstromingen kunnen krijgen.

Hun eerste resultaten suggereren dat hoewel klimaatverandering waarschijnlijk de blokkering vergroot door de jetstream dichter bij zijn capaciteit te brengen, er zullen regionale verschillen zijn:bijvoorbeeld de Stille Oceaan kan de blokkering in de loop van de decennia zelfs verminderen.

"Het is heel moeilijk om iets te voorspellen totdat je begrijpt waarom het gebeurt, dus dit mechanistische model zou buitengewoon nuttig moeten zijn, ' zei Nakamura.

En het model, in tegenstelling tot de meeste moderne klimaatwetenschap, is rekenkundig eenvoudig:"Deze vergelijking vat de essentie met een veel minder gecompliceerd systeem, ' zei Huang.