Wie Meteorologen den nächsten großen Hurrikan vorhersagen

Wie Meteorologen den nächsten großen Hurrikan vorhersagen

Hurricane Florence ist in Richtung der US-Küste fahren, genau auf der Höhe der Hurrikansaison.

Hurrikane können immense Schäden durch Wind, Wellen und Regen verursachen, ganz zu schweigen von dem Chaos, das die Bevölkerung auf Unwetter vorbereitet.

Letzteres wird relevanter, wie der monetäre Schaden durch Katastrophen ist im Trend. Das wachsende Küstengebiet Bevölkerung und Infrastruktur, ebenso gut wie steigender Meeresspiegel, wahrscheinlich zu dieser Erhöhung der Schadenskosten beitragen.

Umso wichtiger ist es, frühzeitige und genaue Prognosen für die Öffentlichkeit zu bekommen, zu denen Forscher wie wir aktiv beitragen.

Vorhersagen treffen

Hurrikan-Prognosen haben sich traditionell konzentriert Vorhersage der Stärke und Intensität eines Sturms. Die Spur und Größe des Sturms bestimmen, welche Bereiche getroffen werden können. Um dies zu tun, verwenden Prognostiker Modelle - im Wesentlichen Softwareprogramme, die oft auf großen Computern laufen.

Leider ist kein einziges Vorhersagemodell bei diesen Vorhersagen durchweg besser als andere Modelle. Manchmal zeigen diese Vorhersagen dramatisch unterschiedliche Wege, die sich um Hunderte von Meilen unterscheiden. In anderen Fällen stimmen die Modelle sehr gut überein. In einigen FällenAuch wenn die Modelle in enger Übereinstimmung sind, haben die kleinen Unterschiede in der Strecke sehr große Unterschiede in Sturmflut, Wind und anderen Faktoren, die Schäden und Evakuierungen beeinflussen.

Darüber hinaus werden verschiedene empirische Faktoren in den Prognosemodellen entweder unter Laborbedingungen oder in isolierten Feldexperimenten bestimmt. Das bedeutet, dass sie das aktuelle Wetterereignis möglicherweise nicht vollständig repräsentieren.


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Daher verwenden Prognostiker eine Sammlung von Modellen, um einen wahrscheinlichen Bereich von Spuren und Intensitäten zu bestimmen. Zu solchen Modellen gehören die NOAAs Global Forecast System und europäisches Zentrum für Wettervorhersagen mittlerer Reichweite globale Modelle.

Die FSU Superensemble wurde von einer Gruppe an unserer Universität entwickelt, die vom Meteorologen TN Krishnamurti in den frühen 2000s geleitet wurde. Das Superensemble kombiniert die Ergebnisse einer Sammlung von Modellen und verleiht den Modellen, die bessere vorhergesagte vergangene Wetterereignisse zeigten, wie z. B. Atlantische tropische Wirbelstürme, mehr Gewicht.

Die Sammlung von Modellen eines Prognostikers kann vergrößert werden, indem die Modelle optimiert und die Startbedingungen geringfügig geändert werden. Diese Störungen versuchen, Unsicherheit zu berücksichtigen. Meteorologen können den genauen Zustand der Atmosphäre und des Ozeans zum Zeitpunkt des Starts des Modells nicht kennen. Zum Beispiel werden tropische Wirbelstürme nicht gut genug beobachtet, um genügend Details über Wind und Regen zu haben. Bei einem anderen Beispiel wird die Meeresoberflächentemperatur durch einen Sturm gekühlt, und wenn das Gebiet in der Wolke bleibt, werden diese kühleren Gewässer viel seltener per Satellit beobachtet.

Begrenzte Verbesserung

Im Laufe des letzten Jahrzehnts haben sich die Streckenprognosen stetig verbessert verbessert. Eine Vielzahl von Beobachtungen - von Satelliten, Bojen und Flugzeugen, die in den sich entwickelnden Sturm eingeflogen werden - ermöglichen es den Wissenschaftlern, die Umgebung eines Sturms besser zu verstehen und so ihre Modelle zu verbessern. Einige Modelle haben sich um so viel wie verbessert 40 Prozent für einige Stürme.

Wie Meteorologen den nächsten großen Hurrikan vorhersagenEine Boje, die Wetterdaten sammelt. US National Oceanic and Atmospheric Administration

Allerdings haben Prognosen der Intensität wenig verbessert in den letzten Jahrzehnten.

Das liegt zum Teil an der gewählten Kennzahl für die Intensität eines tropischen Zyklons. Die Intensität wird oft in Bezug auf die Höchstwindgeschwindigkeit in einer Höhe von 10 Metern über der Oberfläche beschrieben. Um dies zu messen, betrachten die operationellen Prognostiker des National Hurricane Center in Miami die maximale durchschnittliche Windgeschwindigkeit von einer Minute, die an jedem beliebigen Punkt im tropischen Zyklon beobachtet wird.

Es ist jedoch extrem schwierig für ein Modell, die maximale Windgeschwindigkeit eines tropischen Zyklons zu irgendeiner gegebenen zukünftigen Zeit zu schätzen. Modelle sind ungenau in ihren Beschreibungen des gesamten Zustands der Atmosphäre und des Ozeans zur Startzeit des Modells. Kleinräumige Merkmale tropischer Wirbelstürme - wie starke Regengradienten, Oberflächenwinde und Wellenhöhen innerhalb und außerhalb der tropischen Wirbelstürme - sind in den Prognosemodellen nicht so zuverlässig erfasst.

Sowohl atmosphärische als auch ozeanische Eigenschaften können die Intensität des Sturms beeinflussen. Wissenschaftler denken das jetzt bessere Information über den Ozean könnte die größten Vorteile in der Vorhersagegenauigkeit bieten. Von besonderem Interesse ist die Energie, die im oberen Ozean gespeichert ist und wie diese sich mit Ozeanmerkmalen wie Wirbel ändert. Aktuelle Beobachtungen sind nicht effektiv genug, um Ozeanwirbel am richtigen Ort zu platzieren, noch sind sie wirksam in Erfassen der Größe dieser Wirbel. Für Bedingungen, bei denen die Atmosphäre das Hurrikanwachstum nicht stark einschränkt, sollten diese ozeanischen Informationen sehr wertvoll sein.

In der Zwischenzeit verfolgen Meteorologen alternative und ergänzende Metriken, wie die Größe von tropischen Zyklonen.Das Gespräch

Über den Autor

Mark Bourassa, Professor für Meteorologie, Florida State University und Vasu Misra, außerordentlicher Professor für Meteorologie, Florida State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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