Когда ожидается ураган, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) отправляет свою знаменитую команду «Охотников за ураганами» для сбора данных непосредственно из эпицентра стихии. Команда использует специализированные самолёты, чтобы проникнуть в ураган и собрать информацию о его интенсивности, структуре и движении. Эти данные используются для улучшения прогнозов и предупреждений.
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале «Weather and Forecasting», такие миссии значительно повышают точность прогнозов ураганов. Исследование провели учёные из Университета Олбани.
Учёные сосредоточились на миссиях «Охотников за ураганами», проведённых с использованием самолёта Gulfstream IV (часто называемого G-IV) во время недавних сезонов атлантических ураганов.
Они сравнили точность прогнозов, которые включали данные G-IV, с прогнозами за тот же период, основанными только на спутниковых снимках и наземных наблюдениях. Прогнозы, в которых использовались данные G-IV, были на 24 % точнее, чем прогнозы без этих данных.
«Наше исследование показывает положительные результаты от добавления данных G-IV и других самолётов в метеорологические модели. Это говорит о том, что в будущих стратегиях прогнозирования следует отдавать приоритет таким миссиям», — сказала Мелисса Пайпер, аспирантка кафедры атмосферных и экологических наук Университета Олбани и ведущий автор исследования.
Для проведения исследования учёные проанализировали прогнозы всех тропических циклонов в Атлантическом бассейне с 2018 по 2022 год. Они сравнили две группы прогнозов: те, которые были сгенерированы сразу после миссии NOAA G-IV по синоптическому наблюдению, и те, в которых не было миссии NOAA G-IV за несколько часов до начала прогноза.
Для каждой группы прогнозов учёные рассчитали ошибку прогноза траектории и навык прогноза траектории. Ошибка прогноза траектории показывает, насколько предсказанное положение шторма отличалось от его фактического местоположения, а навык прогноза траектории показывает, насколько прогноз был лучше простой статистической модели.
Результаты показали заметное улучшение прогнозов, содержащих данные G-IV, причём прогнозы для более слабых штормов выиграли больше всего.
«Предыдущие исследования показали, что более слабые штормы, как правило, имеют более крупные ошибки в прогнозах», — сказал Райан Торн, заведующий кафедрой атмосферных и экологических наук Университета Олбани и соавтор исследования. «Поэтому добавление дополнительных наблюдений, таких как данные G-IV, имеет больший потенциал для улучшения прогноза траектории этих штормов».
Кроме того, ураганы Марко и Зета, которые обрушились на сушу в 2020 году, были выбраны в качестве примеров из-за значительного улучшения прогнозов после добавления данных G-IV в метеорологические модели.
Исследование показало, что данные G-IV могут улучшить прогнозы траектории ураганов за счёт изменения начального положения шторма в модели и изменения направляющих ветров, управляющих движением шторма.
«После изучения влияния данных G-IV на большую выборку штормов в течение нескольких сезонов ураганов нам стало любопытно понять, как именно добавление данных NOAA G-IV могло привести к улучшению отдельных прогнозов», — сказала Пайпер.
Демонстрируя положительные результаты от данных, собранных «Охотниками за ураганами», учёные надеются, что будущие стратегии прогнозирования будут поддерживать полёты с той же или увеличенной частотой.
Ожидается, что новый самолёт NOAA G-550 присоединится к флоту «Охотников за ураганами» в 2026 году. Он будет оснащён различными современными датчиками для сбора атмосферных данных, включая хвостовой доплеровский радар.
«Большая часть достижений в прогнозировании интенсивности ураганов за последние 10–15 лет стала возможна благодаря наблюдениям, сделанным «Охотниками за ураганами», — сказал Торн. «Чем больше наблюдений в модели, тем больше вероятность получения точных прогнозов урагана. Как показано в нашем исследовании, эти полёты необходимы для подготовки и восстановления после шторма».
Предоставлено Университетом Олбани.