导读北伊利诺伊大学的科学家们继续完善扩展范围的天气预报,确定了全球范围内的模式,这些模式将提高数周后发生冰雹和龙卷风风暴的可能性。新的

北伊利诺伊大学的科学家们继续完善扩展范围的天气预报,确定了全球范围内的模式,这些模式将提高数周后发生冰雹和龙卷风风暴的可能性。

新的研究确定了海洋赤道附近发生的三种特定大气现象方向,这增加了三到四周后发生严重天气事件的可能性。使用这些信息来创建范围更广的预报将提供更多时间来提高对恶劣天气的认识,并可能挽救生命和财产。

通过梳理 1979 年至 2019 年的数据,科学家们发现了 100 次发生在马登-朱利安振荡 (MJO) 中的显着波动——这是风、雨和压力向东移动的主要干扰——并寻找与恶劣天气周的相关性之后。

当 MJO 沿赤道向东移动时,它会在穿过包括尼西亚和菲律宾在内的海洋岛屿时减弱或增强。在已确定的 100 个 MJO 波动中,其中 53 个风暴团在穿越海洋并进入太平洋时增强,在大气中引起涟漪并最终改变北美上空的环流模式。

该研究的主要作者、NIU 博士后研究员 Douglas E. Miller 说:“这 53 起事件表明,龙卷风和冰雹活动在接下来的三到四周内增加的可能性最大。” “不同的 MJO 特性导致恶劣天气活动的时间和变化不同。”

该研究与空军科学研究办公室的 NIU 气象学教授 Victor Gensini 和 Bradford Barrett 合着,发表在《气候与大气科学》上。

研究人员使用机器学习根据位置、强度和传播速度来区分 53 个风暴团的特征。然后,这些簇的复合物被归类为三种“风味”之一——弱、慢或快。

米勒说,所有这三种类型的龙卷风和冰雹事件都增加了龙卷风和冰雹事件增加的可能性,但不同的类型采取了不同的路径,缓慢传播的 MJO 星团为的强对流风暴提供了最佳的“机会预测”。

“我们的工作强调了更好地预测和理解马登-朱利安振荡星团如何影响龙卷风和冰雹频率的途径,”米勒说。“虽然不是这项研究的一部分,但我们在今年春天看到了两次最大对流爆发。每次我们在三到四周后验证恶劣天气的增加。”

NIU 的 Gensini 是扩展范围预报的先驱,他过去的研究已确定 MJO 干扰是恶劣天气的影响因素。2019 年,他领导的一个科学家团队报告说,他们准确预测了该年 5 月该国大范围的龙卷风爆发——距它开始前近四个星期。在那个月的 13 天里,发生了 374次龙卷风,是平均水平的三倍多。

Gensini 说,像新研究中确定的那样重复出现的 MJO 模式提供了“机会预测”,从而增强了对恶劣天气频率的可能性的可预测性。这样的机会并不总是存在,因为通常没有可识别的模式。

“这项新工作帮助我们对天气模式进行分类,这些天气模式呈现出这些机会预测,”Gensini 说。“我们了解到,这种对流在调节整个的整体天气模式方面有很多不同的味道。”

作者说,MJO 干扰每年春天只发生一次或两次,因此新研究的样本量有限。

“与此分析相关的主要警告是样本量,”Gensini 说。“我们受到研究年数和 MJO 事件在北美春季循环的时间频率的限制。如果对 MJO 事件进行数千年的检查,很可能会出现三个以上的集群。未来通过利用气候模型模拟,工作可能会集中在样本量问题上,从而获得更可靠的结果。”