Van 78 graden op dinsdag naar sneeuw op woensdag? Schommels als deze zijn niet ongebruikelijk in de centrale Verenigde Staten, waar het weer snel van het ene uiterste naar het andere kan verschuiven. Dat geldt vooral in de lente, wanneer de omstandigheden veranderen in een achtbaan, met zwoele lentedagen gevolgd door abrupte terugkeer naar de winter.

Deze wilde schommels waren dit voorjaar volop te zien, met een record-zettende cycloon op 13-14 maart en een tweede systeem deze maand die zeer zware sneeuw en intense wind naar een breed gebied van Colorado tot Minnesota brengt. Voor onderzoekers zoals ik, deze regio is een fascinerende, en soms frustrerend plek om weer en klimaat te bestuderen. Het is geen toeval dat plaatsen als Colorado en Oklahoma tot 's werelds hubs voor atmosferische wetenschap behoren.

Waar de wind de bergen ontmoet

Wat genereert zo'n "groot weer" op de Great Plains? Het begint met aardrijkskunde.

Terwijl u door de centrale Verenigde Staten naar het westen reist, de vlaktes lopen geleidelijk omhoog. Vervolgens, in centraal Colorado, het terrein stijgt snel in de Rocky Mountains, grote hoogteverschillen creëren, samen met meer subtiele bergkammen en rivierdalen. Deze topografie vormt de basis voor de complexe weersystemen van onze regio.

Zuidoost-Colorado en de aangrenzende panhandles van Texas en Oklahoma vormen een broedplaats voor extratropische cyclonen - de grote, lagedruksystemen die zich routinematig door het land verplaatsen, regen brengen, sneeuw, onweer en harde wind. Terwijl dalen met lage druk omhoog bewegen van west naar oost over de Rocky Mountains en dan aan de andere kant tevoorschijn komen, de luchtkolommen worden verticaal "uitgerekt". Hierdoor draaien ze met toenemende snelheid, net zoals kunstschaatsers doen wanneer ze hun armen naar binnen trekken.

Deze kenmerken werken samen met de gebruikelijke zuid-naar-noord gradiënt in temperatuur die bestaat ten oosten van de bergen - dat wil zeggen, warmer in het zuiden en kouder in het noorden – het begin van een proces waarin sterke koude- en warme fronten ontstaan, en een cycloon kan snel heviger worden. Langs die fronten wijdverbreide neerslagvormen, inclusief alles van zware sneeuw tot zware onweersbuien.

Dus de dag of twee voordat de cycloon zich ontwikkelt, temperaturen liggen vaak ver boven het gemiddelde, alleen om snel te kelderen als het sterke koude front geassocieerd met de cycloon doorschiet. Met andere woorden, de snelle temperatuurveranderingen die we ten oosten van de Rockies zien, zijn niet alleen een interessant aspect van deze stormen - ze zijn de sleutel tot hun ontwikkeling en intensivering.

Wanneer deze cyclonen zich in de herfst en de lente ontwikkelen, ze kunnen vele vormen van ongewoon en gevaarlijk weer genereren, soms slechts een paar provincies van elkaar verwijderd. Bezoekers in het oosten van Colorado zijn vaak verrast om waarschuwingen te horen voor bosbranden, tornado's en een sneeuwstorm tegelijk. Zoals klimatoloog Brian Brettschneider heeft aangetoond, in een groot deel van de Great Plains-regio ligt gemiddeld meer dan een voet sneeuw - na de eerste dag van 70 graden van het jaar! En Colorado is de enige staat in de natie waar elke maand van het jaar de gemiddeld natste maand van het jaar is in een deel van de staat.

Uitdagingen voorspellen

Er staat veel op het spel tijdens grote stormen in de centrale VS. Deze regio heeft een geschiedenis van dodelijke overstromingen, en droogte, bosbranden, Tornado's en hagelbuien kunnen hier miljarden dollars aan verliezen en schade veroorzaken.

Dankzij toegewijd onderzoek en toenemende computerkracht, weersvoorspellingen blijven gestaag verbeteren. De voorspellingen van de National Weather Service voor de cyclonen van dit jaar in maart en april waren perfect. Maar het voorspellen van meer plaatselijke sneeuwstormen en onweersbuien is nog steeds een grote uitdaging gezien het complexe terrein van deze regio. Dit is onderwerp van voortgezet onderzoek.

Er blijven ook belangrijke vragen over de effecten van klimaatverandering op de noordelijke en zuidelijke Great Plains, dankzij de enorme variabiliteit in het weer. We zien een duidelijke opwarmingstrend, zoals in de meeste delen van het land, maar het is moeilijk vast te stellen hoe deze opwarming factoren zoals droogte, zwaar weer en sneeuwstormen.

Na ernstige droogte in veel gebieden in 2018, 2019 was tot nu toe een van de natste jaren ooit. Is dit slechts een weerspiegeling van ons van nature zeer variabele klimaat, of onderdeel van een langetermijntrend die verband houdt met de algehele opwarming van de planeet?

Ondanks deze uitdagingen, meteorologen en klimatologen zijn gepassioneerd om uit te zoeken hoe de atmosfeer werkt, het maken van betere voorspellingen van zijn gedrag en het communiceren van die informatie aan besluitvormers en het publiek. Gebeurtenissen zoals de grote stormen van dit voorjaar herinneren ons eraan dat we allemaal voorbereid moeten zijn op het weer, hele jaar.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.