Radarul antarctic îmbunătățește prognozele râurilor atmosferice din emisfera sudică
Prognozele meteo din emisfera sudică sunt, în general, mai puțin precise decât cele din emisfera nordică, deoarece Antarctica și Oceanul Sudic dispun de relativ puține observații meteorologice. Cu informații limitate despre condițiile atmosferice dintr-una dintre cele mai izolate regiuni ale lumii, modelele de prognoză întâmpină frecvent dificultăți în anticiparea deplasării sistemelor meteorologice. Acest lucru este valabil în special pentru râurile atmosferice, care pot declanșa ploi abundente, ninsori, inundații și vânturi puternice în Australia, Noua Zeelandă, America de Sud și Antarctica. Îmbunătățirea prognozelor pentru aceste sisteme meteorologice este esențială pentru protejarea vieților și proprietăților, pentru sprijinirea aviației și a transportului maritim și pentru ajutarea comunităților să se pregătească pentru vremea periculoasă.
Pentru a aborda această problemă, cercetători din Japonia au investigat dacă observațiile radar continue din Antarctica pot îmbunătăți prognozele meteo în emisfera sudică. Într-un studiu publicat în revista Scientific Reports, profesorul asistent Kazutoshi Sato de la Institutul Național de Cercetare Polară (NIPR) din Japonia și colegii săi au constatat că incorporarea observațiilor orare ale vântului de la un radar antarctic într-un sistem de prognoză numerică a vremii poate îmbunătăți prognozele circulației atmosferice și ale râurilor atmosferice din emisfera sudică.
Cercetătorii au utilizat observațiile de vânt colectate de Programul Radarului Syowa pentru Mezosferă–Stratosferă–Troposferă/Dispersie Incoerentă (PANSY) de la Stația Syowa din Antarctica. Radarul PANSY măsoară continuu condițiile de vânt din atmosferă, oferind observații mult mai frecvente decât baloanele meteorologice sau radiosondele, care sunt utilizate în mod obișnuit pentru prognoza meteo, dar nu pot fi lansate frecvent în Antarctica din cauza constrângerilor financiare și operaționale.
Echipa a comparat analizele și prognozele meteorologice generate cu și fără observațiile radar PANSY asimilate în timpul iernii australe din 2022. Au fost utilizate un sistem de asimilare a datelor și de prognoză numit „ALEDAS”, dezvoltat și gestionat de JAMSTEC pe supercomputerul Earth Simulator. Ambele experimente au inclus observații radiosondă îmbunătățite din campania Anului Predicției Polare în Emisfera Sudică (YOPP-SH) și au acoperit șapte evenimente de râuri atmosferice din latitudinile medii ale emisferei sudice, permițând cercetătorilor să evalueze valoarea adăugată a radarului antarctic.
Rezultatele au arătat că asimilarea observațiilor radar antarctice a îmbunătățit reprezentarea condițiilor atmosferice, inclusiv viteza vântului, temperatura și înălțimea geopotentială, deasupra Antarcticii și Oceanului Sudic. Prezența sau absența observațiilor radar PANSY a dus la o diferență de peste 30% în transportul de umiditate al râurilor atmosferice. Aceste îmbunătățiri au persistat în perioada de prognoză și au îmbunătățit predicțiile circulației atmosferice și ale vaporilor de apă integrați asociați cu râurile atmosferice din latitudinile medii ale emisferei sudice. În toate cele șapte cazuri de râuri atmosferice examinate, prognozele care au inclus observațiile radar au prezentat erori de predicție mai mici decât cele bazate doar pe observații convenționale.
„Deși observațiile radiosondă sunt efectuate în mod obișnuit pentru a îmbunătăți prognozele meteo, lansările cu frecvență ridicată sunt dificile în medii extrem de reci. Prin urmare, am propus o nouă metodă de îmbunătățire a preciziei prognozelor folosind instrumente capabile de observații continue, cu rezoluție temporală ridicată”, explică profesorul Jun Inoue.
Studiul evidențiază, de asemenea, importanța consolidării observațiilor meteorologice în regiunile sărace în date. Deoarece incertitudinile în condițiile atmosferice antarctice se pot răspândi mult dincolo de continentul polar, îmbunătățirea observațiilor de acolo poate spori prognozele în mare parte din emisfera sudică. Pe măsură ce modelele de predicție meteorologică continuă să avanseze, integrarea observațiilor continue de la radarele atmosferice și alte tehnologii emergente ar putea contribui la creșterea fiabilității prognozelor, beneficiind pregătirea pentru dezastre, transporturile, operațiunile științifice și comunitățile afectate de vremea extremă. Seturile de date de reanaliză cu incertitudini mari sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru estimarea bilanțului de masă al suprafeței calotei antarctice în contextul schimbărilor climatice. Asimilarea observațiilor radar PANSY poate, prin urmare, să îmbunătățească înțelegerea schimbărilor climatice.
