Новое исследование из Университета Пердью раскрывает, как влажность влияет на атмосферную блокировку — явление, которое часто становится причиной волн жары, засух, похолоданий и наводнений. Это помогает решить загадку в климатологии и улучшить прогнозы экстремальных погодных условий в будущем.
Исследование под названием «Разнообразие блокировок приводит к различным ролям диабатического нагрева в Северном полушарии» опубликовано в журнале Nature Communications.
Над публикацией работали аспирант кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Чжаоюй Лю и доцент кафедры Лей Ва́нг. Лю выступил первым автором исследования и провёл анализ, а Ванг — соответствующим автором и автором оригинальной идеи исследования.
Атмосферная блокировка возникает, когда застойные воздушные потоки нарушают нормальное течение погоды, часто вызывая длительные экстремальные погодные условия. Исследование Вана и Лю ставит под сомнение теории, существовавшие несколько десятилетий, которые предполагали сухую атмосферу.
«С начала современной метеорологии (примерно с 1940-х годов) большинство классических теорий атмосферной блокировки были разработаны на основе предположения, что мы живём в полностью сухом мире», — говорит Ванг. «Очевидно, что это предположение помогало упростить процессы до их сути, но в реальной атмосфере полностью сухое предположение неверно».
Атмосферная блокировка бывает двух основных форм: блоки-гребни, которые создают большие «пузыри» высокого давления, толкающие струйное течение на север и часто приводящие к волнам жары, и дипольные блоки, которые объединяют высокое и низкое давление бок о бок, удерживая контрастные погодные условия на месте. Диабатический нагрев относится к нагреву или охлаждению воздуха из-за обмена теплом с окружающей средой.
Исследование предлагает новый механизм, показывающий, что диабатический нагрев, вызванный влажностью, усиливает блоки-гребни, но ослабляет дипольные блоки. «Мы обнаружили, что, хотя диабатический нагрев, вызванный влажностью, способствует сохранению гребней блокировок, он оказывает удивительное демпфирующее действие, которое значительно ослабляет амплитуду дипольных блокировок», — объясняет Ванг.
Это открытие объясняет давнюю загадку о том, почему некоторые климатические модели предсказывают меньшее количество блокировок в условиях потепления климата.
Группа Ванга изучает крупномасштабную динамику атмосферы на Земле и других планетах, уделяя особое внимание блокировкам и экстремальным погодным условиям. Подсезонная и сезонная изменчивость создаёт пробел в прогнозах для этих событий, которые трудно предсказать. Цель — улучшить понимание и прогнозирование этих сложных явлений.
Исследование проводилось полностью в Университете Пердью и опиралось на высокопроизводительные вычислительные ресурсы Центра передовых вычислений Розен для хранения данных, анализа и численного моделирования. Ванг также связан с Институтом устойчивого будущего Пердью и был одним из руководителей факультета по исследованию погоды и климата.
Предоставлено Университетом Пердью.