این مطالعه که توسط مرکز ملی تحقیقات جوی بنیاد ملی علوم ایالات متحده(NSF NCAR) انجام شده است، مشخص می کند که دو روز بعد از عبور امواج جوی در مقیاس بزرگ به نام امواج کلوین(Kelvin waves)، دو برابر زیاد تر از روزهای قبل طوفان راه اندازی می‌شود.

این یافته می‌تواند پیش‌بینی‌کنندگان و مدیران بحران را قادر کند تا خوشه‌هایی از طوفان‌ها را از روزها تا هفته‌ها قبل پیش‌بینی کنند.

مدل‌سازی رایانه‌ای

این تیم تحقیقاتی از یک رویکرد مدل‌سازی رایانه‌ای ابتکاری برای بازدید تأثیر امواج کلوین منفعت گیری کرد. به حرف های آنها امواج جوی در مقیاس بزرگ می‌توانند بیشتر از ۱۰۰۰ مایل در جو گسترش اشکار کنند و الگوهای آب و هوای جهانی را شکل دهند.

روزیمار ریوس بریوس(Rosimar Rios-Berrios)، دانشمند مرکز ملی تحقیقات جوی بنیاد ملی علوم ایالات متحده، او گفت: اگر پیش‌بینی‌کنندگان آب و هوا بتوانند برای مثال موج کلوین را بر فراز اقیانوس آرام تشخیص دهند، می‌توانند پیش‌بینی کنند که چند روز بعد از این موج، طوفان‌هایی که بر فراز اقیانوس اطلس شکل می‌گیرند، افزایش خواهد یافت. این به آنها پشتیبانی می کند تا با مدیران بحران و دولت‌های محلی که می‌توانند برای گمان وقوع یک دوره طوفان فعال آماده شوند و به مردم هشدار دهند، ربط برقرار کنند. این تحقیقات پتانسیل نجات جان‌های تعداد بسیاری را دارد.

سیاره آبی

دانشمندان فهمید شده‌اند که طوفان‌ها برای دهه‌ها به ‌صورت خوشه‌ای شکل می‌گیرند و به جستوجو آن چندین هفته فعالیت طوفانی کم یا بدون فعالیت طوفانی داریم.

چندین مطالعه نشان داده‌اند که امواج کلوین می‌توانند مسئول موج‌های طوفان باشند، اما دانشمندان نتوانسته‌اند عوامل بالقوه دیگر را از هم نزدیک کنند و ثابت کنند که امواج کلوین مسئول این نوشته می باشند.

ریوس بریوس و همکارانش برای تسلط بر این مشکل از ترکیب جدیدی از ابزارهای مدل‌سازی رایانه‌ای منفعت گیری کردند تا قبول کنند که امواج کلوین شکل‌گیری طوفان را تحکیم می‌کنند.

این تیم تحقیقاتی از همانند‌سازی سیاره آبی(Aquaplanet) بر روی مدل خود برای پیش‌بینی منفعت گیری کرد.

این مدل رایانه‌ای نسل تازه می‌تواند به طور همزمان اتفاق‌های آب و هوایی در مقیاس بزرگ و الگوهای جوی در مقیاس جهانی را ثبت کند.

در واقع Aquaplanet دنیایی فرضی را همانند‌سازی می‌کند که همانند زمین حرکت می‌کند، اما سطح یا فصل ندارد. این دنیای ساده شده همانند یک آزمایشگاه عمل می‌کند و جداسازی اثرات امواج کلوین بر شکل‌گیری طوفان را آسان‌تر می‌کند.

دانشمندان همانند‌سازی‌ها را بر روی ابررایانه Cheyenne در مرکز ابر محاسباتی NCAR-Wyoming اجرا کردند.

این تیم تحقیقاتی تعداد روزهای بین شکل‌گیری طوفان و اوج‌های امواج کلوین را اندازه‌گیری کرد تا ربط بین امواج کلوین و طوفان‌ها را بازدید کند.

اندازه‌گیری‌ها بعد از دو روز اوج قابل توجهی را نشان دادند و گمان وقوع طوفان دو برابر زیاد تر شد.

از آنجایی که این همانند‌سازی، فرآیند فیزیکی شکل‌گیری طوفان را مشخص می کند، نتایج فراتر از همبستگی است و مشخص می کند که امواج کلوین بر شکل‌گیری طوفان تأثیر می‌گذارند.

این مطالعه تازه این چنین بر اهمیت تحقیقات تازه که ریوس بریوس با کوئینتون لاتون، فوق دکترای NSF NCAR در بهبود توانایی مدل‌های پیش‌بینی آب‌وهوا برای همانند‌سازی امواج کلوین انجام داده است، پافشاری می‌کند.

ریوس بریوس می‌گوید: من این پژوهش را روی امواج کلوین در سال ۲۰۱۷ اغاز کردم. این یک پروژه بزرگ می بود که سال‌ها طول کشید تا از یک ایده به نتایج علمی تبدیل شود و واقعاً مشخص می کند که چرا این نوع تحقیقات زیاد مورد قیمت می باشند.

او گفت: تا این مدت شکاف‌های بسیاری در دانش علمی در رابطه چگونگی شکل‌گیری طوفان‌ها وجود دارد و تحقیقاتی همانند این به ما پشتیبانی می‌کند تا نقطه تمرکز دانشمندان را برای فهمیدن بهتر این طوفان‌های قوی محدود کنیم.

این مطالعه در ماهنامه Weather Review انتشار شده است.