Furtunile intense oferă primul test al noilor instrumente puternice de prognoză a uraganelor

Sezonul uraganelor din Atlantic din acest an sa dovedit deja a fi activ și mortal. Uraganele puternice precum Harvey, Irma și Maria oferă, de asemenea, un teren de testare pentru noi instrumente despre care oamenii de știință speră că vor salva vieți prin îmbunătățirea prognozelor în diferite moduri, de la îngustarea căii viitoare a unei furtuni până la surprinderea schimbărilor rapide ale intensității vântului furtunii.

Unele dintre instrumentele care au debutat în acest an – cum ar fi satelitul GOES-16 – câștigă deja laudele oamenilor de știință. Altele, cum ar fi un nou sistem de microsateliți care urmărește să îmbunătățească măsurătorile intensității uraganelor și o nouă simulare computerizată foarte anticipată, care prognozează traseele și intensitățile uraganelor, sunt încă în faza de calibrare. Pe măsură ce aceste instrumente obțin un antrenament fără precedent datorită unei serii neobișnuit de feroce de furtuni, oamenii de știință ar putea ști în câteva luni dacă prognoza uraganelor este pe cale să sufere o schimbare majoră.

Satelitul GOES-16 de la National Oceanic and Atmospheric Administration este poate cea mai clară poveste de succes a acestui sezon de uragane de până acum. Percepțiile publice despre prognozele uraganelor tind să se concentreze pe incertitudine și predicții contradictorii. Dar în imagine de ansamblu, modelele de uragan au prognozat cu îndemânare calea finală a Irmei către Florida Keys cu aproape o săptămână înainte de a ajunge acolo, spune Brian Tang, un om de știință atmosferic la Universitatea din Albany din New York.

GATA PRIM-PLAN Această animație compozită a uraganului Irma folosește imagini în infraroșu îmbunătățite cu culori de la satelitul GOES-16 de la NOAA pentru a dezvălui furtuna în detalii uimitoare în timp ce traversează Caraibe și se deplasează peste Florida. Credit: NOAA NWS Weather Prediction Center

„Mi s-a părut remarcabil”, spune el. „În urmă cu zece ani și ceva nu ar fi fost posibil.”

Un motiv pentru aceasta este GOES-16, care a fost lansat la sfârșitul anului trecut și va deveni complet operațional în noiembrie. Satelitul oferă imagini la rezoluția de patru ori mai mare decât sateliții anteriori. „Oferă detalii de neegalat despre uragane”, spune Tang, inclusiv date despre viteza vântului și temperaturile apei livrate în fiecare minut, care sunt apoi introduse în modele.

Imaginile cristaline ale lui GOES-16 oferă, de asemenea, prognozatorilor o imagine mai bună a vântului care se rotește în jurul ochiului central al unei furtuni. Dar sunt necesare mai multe date din această regiune crucială pentru a îmbunătăți predicțiile despre cât de puternic ar putea deveni un uragan. Oamenii de știință continuă să se lupte să prezică schimbări rapide în intensitatea uraganelor, spune Tang. El observă cum uraganul Harvey, de exemplu, s-a întărit brusc pentru a deveni o furtună de categoria 4 chiar înainte de a ajunge pe uscat în Texas, oferind managerilor de urgență puțin timp pentru a emite avertismente. „Acesta este genul de lucru care îi ține pe prognozatorii treji noaptea”, spune el.

NOU SI IMBUNATATIT Pe 5 septembrie 2017, sateliții au capturat vederi detaliate ale ochiului uraganului Irma, apoi o furtună de categoria 5. Aceste animații compuse arată îmbunătățirea ratei de reîmprospătare și a rezoluției imaginilor de la noul satelit GOES-16 (stânga) în comparație cu unul dintre predecesorii săi, GOES-13 (dreapta).

În decembrie, NASA a lansat pe orbită un sistem de opt microsateliți de dimensiunea unei valize, numit Cyclone Global Navigation Satellite System, sau CYGNSS. Sateliții măsoară vânturile de suprafață în apropierea miezului interior al unui uragan, cum ar fi între peretele ochiului și cele mai intense benzi de ploaie, cel puțin de câteva ori pe zi. Aceste regiuni au fost anterior invizibile pentru sateliți, măsurate doar de avioanele vânătoare de uragane care trec prin furtună.

„Îmbunătățirea previziunilor de intensificare rapidă, cum s-a întâmplat cu Harvey pe 25 august, este exact ceea ce intenționează să facă CYGNSS”, spune Christopher Ruf, om de știință atmosferic la Universitatea din Michigan din Ann Arbor și principalul om de știință pentru CYGNSS. Rezultatele măsurătorilor CYGNSS atât pentru Harvey, cât și pentru Irma par foarte promițătoare, spune el. Deși datele nu sunt folosite pentru a informa nicio prognoză în acest an, măsurătorile sunt acum calibrate și comparate cu datele de zbor ale vânătorilor de uragane. Echipa va oferi primele rezultate detaliate din sezonul uraganelor la reuniunea anuală a Uniunii Geofizice Americane din decembrie.

VEDERE LA OCHI DE LEBEDĂ Opt sateliți mici (unul prezentat în conceptul acestui artist) alcătuiesc Cyclone Global Navigation Satellite System, sau CYGNSS. Lansate în decembrie anul trecut, instrumentele sunt menite să ajute la îmbunătățirea prognozelor privind intensitatea uraganelor. Institutul de Cercetare Sud-Vest

Între timp, NOAA a testat și un nou model de prognoză a uraganelor în acest an. Comunitatea de prognoză din SUA este încă oarecum tulburată de spectacolul său jenant în timpul uraganului Sandy din 2012, despre care Serviciul Național de Meteorologie a prezis că va ieși în larg, în timp ce un centru meteorologic european a prezis, în mod corect, că va lovi New York-ul. În urma acelui eveniment, Congresul a autorizat 48 de milioane de dolari pentru a îmbunătăți prognoza meteo din SUA, iar în 2014, NOAA a organizat un concurs pentru a selecta un nou instrument de predicție a vremii pentru a-și îmbunătăți prognozele.

Câștigătorul clar a fost un algoritm dezvoltat de Shian-Jiann Lin și colegii de la NOAA’s Geophysical Fluid Dynamics Laboratory din Princeton, NJ În mai, NOAA a anunțat că va testa noul model în acest sezon de uragane, rulându-l împreună cu modelele operaționale mai consacrate pentru a vedea cum se stivuieste. Cunoscut sub numele de FV3 (prescurtare de la Finite-Volume Cubed-Sphere Dynamical Core), modelul împarte atmosfera într-o grilă 3-D de casete și simulează condițiile climatice din interiorul casetelor, care pot avea o lungime de până la 4 kilometri sau la fel de mică. 1 kilometru diametru. Spre deosebire de modelele existente, FV3 poate, de asemenea, să recreeze curenți verticali de aer care se mișcă între cutii, cum ar fi curenții ascendenți care sunt un element cheie al uraganelor, precum și al tornadelor și furtunilor.

Dar performanța lui FV3 de până acum în acest an nu a fost un slam dunk. FV3 a făcut o treabă mult mai bună la simularea intensității lui Harvey decât celelalte două modele de top, dar a rămas în urma modelului european în determinarea traseului uraganului, spune Lin. În ceea ce o privește pe Irma, modelul european a depășit-o pe celelalte din ambele puncte. Cu toate acestea, Lin spune că este încrezător că FV3 este pe drumul cel bun în ceea ce privește îmbunătățirea sa. Este bine, deoarece presiunea de a rezolva îndoirile poate crește rapid. Deși NOAA a declarat inițial că FV3 va fi operațional în 2019, „Aud câteva indicii că ar putea fi anul viitor”, spune el.

Lin adaugă că un model bun în sine nu este suficient pentru a obține o prognoză de succes; datele care intră într-un model sunt în cele din urmă cruciale pentru succesul acestuia. „În disciplina noastră, numim asta „gunoi înăuntru, gunoi afară”, spune el. Cu GOES-16 și CYGNSS aproape online, oamenii de știință așteaptă cu nerăbdare modele de uragan și mai bune datorită datelor și mai bune.