Voor delen van Zuid-Europa, extreme hittegolven zijn nu de regel, niet de uitzondering. Nieuwe nauwkeurige en betrouwbare weersvoorspellingsmodellen kunnen regio's helpen beter te anticiperen, voorbereiden op, reageren op en herstellen van deze steeds extremere weersomstandigheden.

Om een ​​populair lied uit de vroege jaren 2000 te parafraseren:'het wordt hier heet' – vooral in Zuid-Europa. Deze zomer bereikte het kwik een verzengende 48,8 graden Celsius op Sicilië, mogelijk de hoogste temperatuur ooit gemeten in Europa.

Dit is niet zomaar een toevalstreffer; temperaturen stijgen al jaren gestaag, het resultaat van toenemende – en grotendeels ongecontroleerde – klimaatverandering.

"Naarmate de gemiddelde temperatuur warmer wordt, extreme temperaturen zullen ook warmer worden, wat leidt tot frequentere en warmere hittegolven, " zei Rachel White, een assistent-professor aan de Universiteit van British Columbia. "Dit is vooral zorgwekkend in regio's die al te maken hebben met hoge temperaturen, zoals Zuid-Europa."

Van alle natuurrampen die zich de afgelopen decennia hebben voorgedaan, hittegolven hebben het grootste verlies aan mensenlevens veroorzaakt. En, naarmate de temperatuur blijft stijgen, meer levens op het spel komen te staan.

De sleutel tot het redden van levens is het gebruik van nauwkeurige en betrouwbare weersvoorspellingsmodellen die veel verder gaan dan de standaard wekelijkse voorspellingen van vandaag.

Een voorbeeld van zo'n model is voorspelling van sub-seizoen tot seizoen (S2S).

Je kunt de toekomst niet voorspellen, maar…

Vallen tussen weersvoorspellingsmodellen, die het weer voor de komende week of zo voorspellen, en klimaatmodellen, die het gemiddelde weer voorspellen, of klimaat, over vele jaren, S2S-voorspellingen dienen als uitgebreide weersvoorspellingen.

Werken, S2S-modellen gebruiken de waargenomen toestand van de atmosfeer op het moment dat de voorspelling begint en, op basis hiervan, simuleren hoe het klimaatsysteem de komende vier tot acht weken waarschijnlijk zal evolueren. Om rekening te houden met de natuurlijke variabiliteit van het klimaat, het model produceert een groep verschillende simulaties op basis van enigszins gevarieerde omstandigheden.

S2S-modellen lopen doorgaans tot een paar maanden. Dus, bijvoorbeeld, we kunnen voorspellingen van begin juni gebruiken om het weer voor de rest van de zomer te voorspellen.

Vanwege zijn vermogen om in de toekomst te kijken, " S2S-voorspellingen hebben het potentieel om extreme weersomstandigheden enkele weken van tevoren nauwkeurig te voorspellen - genoeg tijd voor de getroffen gebieden om te reageren.

Robuuste S2S-modellen bouwen

Echter, ondanks dit potentieel, S2S-systemen zijn een zich ontwikkelende technologie en staan ​​nog in de kinderschoenen.

"Hoewel veelbelovend, S2S-voorspellingsmodellen zijn niet geavanceerd genoeg om extreme hittegolven te voorspellen of om een ​​rol te spelen in vroegtijdige waarschuwingssystemen, zei Marie Drouard, een onderzoeker aan de Complutense Universiteit van Madrid.

Drouard, samen met David Barriopedro, een onderzoeker bij de Spaanse Nationale Onderzoeksraad, beiden maken deel uit van het ISSUL-project, werken om de verfijning en bruikbaarheid van S2S-modellen te bevorderen. Om dit te doen, ze wenden zich tot de kracht van machine learning.

Het voordeel van het gebruik van machine learning is dat het je in staat stelt om enorme hoeveelheden gegevens snel en efficiënt te analyseren en te begrijpen, wat zeer nuttig zou kunnen zijn als het gaat om het voorspellen van extreme weersomstandigheden zoals hittegolven.

"Wij verwachten dat met behulp van machine learning, S2S-modellen zullen zo geavanceerd worden dat klimatologen ze ooit zullen gebruiken om de frequentie en intensiteit van de hittegolf nauwkeurig te voorspellen, ' zei Barriopedro.

De onderzoekers zijn van plan hun machine-learning verbeterde S2S-model in Zuid-Europa te testen, ook in Griekenland, Italië, de Balkan en het Iberisch schiereiland.

De golf in hittegolf brengen

Voorafgaand onderzoek suggereert dat door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde de grootschalige beweging van lucht, bekend als atmosferische circulatiepatronen, die leiden tot frequentere hittegolven. "Dit betekent dat klimaatverandering een een-tweetje kan hebben op hittegolven, waardoor niet alleen alle temperaturen warmer zijn, maar ook frequentere hittegolven veroorzaken als gevolg van veranderingen in de atmosferische circulatiepatronen, ’ legde Wit uit.

Als onderdeel van het PROTECT-project, Wit, samen met Doneren, hebben aangetoond hoeveel extreme temperatuurgebeurtenissen worden geassocieerd met atmosferische circulatiepatronen, Rossby-golven genoemd. Deze golven staan ​​bekend om zowel hun kracht als hun gewoonte om 'vast te blijven zitten', bijvoorbeeld, Zuid-Europa voor vele dagen of zelfs weken en veroorzaakten de extreme en gevaarlijke hittegolven zoals in de zomer van 2021.

"Ons onderzoek heeft de deur geopend om mogelijk S2S-voorspellingen te gebruiken om niet alleen de oppervlaktetemperaturen van hittegolven te voorspellen, maar ook de atmosferische circulatieomstandigheden die ze veroorzaken, "zei White. "Deze aanpak kan mogelijk helpen bij het verbeteren van het vermogen van S2S-modellen om de kans op hittegolven in een bepaalde regio voor een komend seizoen te voorspellen."

Onderzoek naar de redding

Hoewel extreme hittegolven altijd gevaarlijk zijn, vanwege de bevolkingsdichtheid, ze vormen een bijzondere bedreiging voor stedelijke gebieden.

"Stedelijke gebieden moeten weerbaarder worden tegen klimaatverandering en vooral extreme hittegolven, " zei Beniamino Russo, R&D-projectmanager bij de SUEZ Group en wetenschappelijk leider van het RESCCUE-project.

Russo helpt bij het creëren van nieuwe oplossingen die steden kunnen gebruiken om beter te anticiperen, voorbereiden op, reageren op en herstellen van extreme weersomstandigheden. Deze oplossingen, zoals het "Kader voor de veerkrachtbeoordeling van steden" of de "Tool en database voor de selectie van aanpassingsstrategieën" zouden stads- en noodplanners in staat stellen om matige tot zware regenval te voorspellen en te plannen, zoals die welke Duitsland troffen, België en Nederland in de zomer van 2021.

Onderzoekers zijn nu in de vroege stadia van het testen van de toepasbaarheid van het systeem op extreme hittegolven, met tests die plaatsvinden in Badalona, een gemeente ten noordoosten van Barcelona.