Een nieuwe wereldwijde database gebouwd door onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) legt kenmerken en neerslaggegevens vast van sterke onweersbuien van de afgelopen 20 jaar. Het opnemen van stormen in zowel gematigde als tropische zones is de sleutel om vast te leggen hoe contrasterend stormgedrag en bijbehorende neerslag bevolkte regio's van de wereld kunnen beïnvloeden.

Mesoscale convectieve systemen (MCS's) zijn een klasse van grote stormen, variërend in grootte van ongeveer 10 tot 1, 000 kilometer, samengesteld uit meerdere onweersbuien georganiseerd door mesoschaalcirculatie. Ze zijn langlevend, hebben de neiging om 's nachts te groeien, en zijn de grootste bron van extreme neerslag die wereldwijd kan leiden tot overstromingen, een sleutelrol spelen in de energie- en hydrologische cycli van de aarde.

Deze systemen nauwkeurig weergeven in de volgende generatie, wereldwijde klimaatmodellen met hoge resolutie vereisen dat we weten waar deze stormen ontstaan, hoeveel energie ze hebben, en hoeveel regen ze dragen.

Het vastleggen van wereldwijde MCS-gegevens was historisch gezien een grote uitdaging voor onderzoekers. "De meeste van de gebruikelijke volgtechnieken die in de tropen werken, zijn slecht geschikt voor regio's met een gemiddelde breedtegraad, zoals de VS, " zei Zhe Feng, een PNNL Aardwetenschapper.

Een nieuwe studie, onder leiding van Feng en Ruby Leung - een PNNL-aardwetenschapper en Battelle-fellow - presenteert de eerste dataset van gevolgde MCS's over de delen van de aarde waar ze de regenval aanzienlijk beïnvloeden, inclusief bevolkte regio's op de middelste breedtegraden. Ze volgden de stormen door infraroodsatellietbeelden met hoge resolutie en regendatasets te koppelen. Deze gecombineerde aanpak genereerde een completer beeld van MCS's dan beide technieken op zich.

Deze nieuwe storm-tracking-database bevat 20 jaar aan gegevens uit de tropen en gematigde breedten, bestrijkt de overgrote meerderheid van MCS's wereldwijd van 2000 tot 2019. Het werk werd onlangs gepubliceerd als het omslagartikel in JGR Atmospheres en werd geselecteerd als het hoogtepunt van een redacteur.

Het team ontdekte dat de langstlevende en zwaarst regenende MCS's worden gevonden boven subtropische oceanen, terwijl de meest intense stormen vooral over land plaatsvinden. MCS's zijn ook verantwoordelijk voor meer dan de helft van de regenval in de bestudeerde regio's.

Op weg naar geavanceerde MCS-studies

De MCS-database zal bijzonder krachtig zijn in combinatie met aardsysteemmodellen, zoals het Energy Exascale Earth System Model (E3SM) van het Amerikaanse ministerie van Energie, Leung, E3SM's hoofdwetenschapper, zei. Door deze langetermijngegevens te verbinden met modellen van grootschalige milieuprocessen, kunnen wetenschappers de rol van MCS's in wereldwijde extreme regenval beter begrijpen, circulatie, en overstromingsgevaar. "De techniek die we hebben ontwikkeld om MCS's observationeel te volgen, kan ook worden gebruikt in klimaatsimulaties om te begrijpen hoe MCS-kenmerken veranderen met het broeikaseffect, ' zei Leung.

De database zal onderzoekers in staat stellen te begrijpen hoe veranderingen in het klimaat op aarde het gedrag van MCS veranderen, weer en klimaat met elkaar verbinden. Elke evolutie of verandering in het klimaat in de afgelopen 20 jaar kan worden gecorreleerd met MCS-intensiteit, levenslang, of ander gedrag. Door deze factoren samen te brengen, krijgen onderzoekers unieke kansen om vragen te beantwoorden waarvoor voorheen meerdere gegevensbronnen en veel achtergrondwerk nodig waren om te beginnen.

Na onlangs de nieuwe database te hebben gepresenteerd op een workshop, Feng zei:"Ik heb al verschillende mensen contact met me gehad over het starten van nieuwe samenwerkingen."