Dank einer neuen, in diesem Monat veröffentlichten Studie könnten Perioden erhöhter Hurrikanaktivität nun Wochen im Voraus genauer vorhergesagt werden. veröffentlicht im Journal Monatlicher Wetterrückblick.
Die vom National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) der US-amerikanischen National Science Foundation geleitete Studie zeigt, dass sich zwei Tage nach dem Vorbeiziehen großer atmosphärischer Wellen, sogenannter Kelvinwellen, doppelt so viele Hurrikane bilden als in den Tagen davor. Diese Erkenntnis könnte Meteorologen und Katastrophenmanagern ermöglichen, Hurrikan-Cluster Tage bis Wochen im Voraus vorherzusehen.
Das Forschungsteam verwendete einen innovativen Ansatz zur Computermodellierung, um den Einfluss der Kelvinwellen herauszufinden. Dabei handelt es sich um großflächige atmosphärische Wellen, die sich über mehr als 1.600 Kilometer in der Atmosphäre ausbreiten und globale Wettermuster beeinflussen können.
„Wenn Wettervorhersager beispielsweise eine Kelvinwelle über dem Pazifik erkennen können, können sie davon ausgehen, dass sich einige Tage nach der Welle über dem Atlantik eine Zunahme von Hurrikanen bilden wird“, sagte Rosimar Rios-Berrios, Wissenschaftlerin am NSF NCAR und Hauptautorin der Studie. „Dies würde ihnen helfen, mit Notfallmanagern und lokalen Behörden zu kommunizieren, die sich auf die Wahrscheinlichkeit einer aktiven Hurrikanperiode vorbereiten und die Öffentlichkeit warnen könnten. Diese Forschung hat das Potenzial, viele Leben zu retten.“
Aquaplanet
Seit Jahrzehnten beobachten Wissenschaftler, dass sich Hurrikane in Gruppen bilden, denen mehrere Wochen lang kaum oder gar keine Hurrikanaktivität folgt. Mehrere Studien haben darauf hingewiesen, dass Kelvinwellen für die Zunahme von Hurrikanen verantwortlich sein könnten, aber Wissenschaftler konnten andere potenzielle Faktoren nicht ausschließen und beweisen, dass Kelvinwellen dafür verantwortlich sind. Um dieses Problem zu lösen, verwendeten Rios-Berrios und ihre Kollegen eine neuartige Kombination von Computermodellierungstools, um zu bestätigen, dass Kelvinwellen tatsächlich die Hurrikanbildung fördern.
Das Forschungsteam verwendete eine Simulation namens Aquaplanet, die auf dem Model for Prediction Across Scales (MPAS) des NSF NCAR ausgeführt wurde, einem Computermodell der nächsten Generation, das Wetterphänomene im kleinen Maßstab und atmosphärische Muster im globalen Maßstab gleichzeitig erfassen kann. Aquaplanet ist eine Konfiguration, die eine hypothetische Welt simuliert, die sich wie die Erde verhält, aber weder Land noch Jahreszeiten hat. Die vereinfachte Welt wirkt wie ein Labor und erleichtert es, die Auswirkungen von Kelvinwellen auf die Entstehung von Hurrikanen zu isolieren.
Die Wissenschaftler führten die Simulationen auf dem Cheyenne-Supercomputer im NCAR-Wyoming Supercomputing Center durch.
Um den Zusammenhang zwischen Kelvinwellen und Hurrikanen zu untersuchen, maß das Forschungsteam die Anzahl der Tage zwischen Hurrikanbildung und Kelvinwellenbergen. Die Messungen zeigten nach zwei Tagen einen signifikanten Höhepunkt, wobei die Hurrikanentwicklung doppelt so wahrscheinlich war. Da die Aquaplanet-Simulationen den physikalischen Prozess der Hurrikanbildung erfassen, gehen die Ergebnisse über die Korrelation hinaus und legen nahe, dass Kelvinwellen tatsächlich Einfluss auf die Hurrikanbildung haben.
Die neue Studie unterstreicht auch die Bedeutung der jüngsten Forschungsarbeiten, die Rios-Berrios gemeinsam mit Quinton Lawton, Postdoc am NSF NCAR, verfasst hat. Dabei geht es um die Notwendigkeit, die Fähigkeit von Wettervorhersagemodellen zur Simulation von Kelvinwellen zu verbessern.
„Ich habe 2017 mit dieser Forschung zu Kelvinwellen begonnen. Es war ein großes Projekt, bei dem es Jahre dauerte, von der Idee bis zu wissenschaftlichen Ergebnissen zu gelangen, und das zeigt wirklich, warum diese Art der Forschung so wertvoll ist“, sagte Rios-Berrios. „Es gibt immer noch viele Lücken im wissenschaftlichen Wissen darüber, wie Hurrikane entstehen, und Forschung wie diese hilft uns, einzugrenzen, worauf sich Wissenschaftler konzentrieren sollten, um diese mächtigen Stürme besser zu verstehen.“
Weitere Informationen:
Rosimar Rios-Berrios et al, Modulation der tropischen Zyklogenese durch konvektiv gekoppelte Kelvinwellen, Monatlicher Wetterrückblick (2024). DOI: 10.1175/MWR-D-24-0052.1