Создание глобальной базы данных о штормах

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) создали новую глобальную базу данных, которая фиксирует характеристики и данные об осадках сильных гроз за последние 20 лет. Включение штормов как в средних широтах, так и в тропиках имеет ключевое значение для понимания того, как контрастное поведение штормов и связанные с ними осадки могут повлиять на населенные регионы земного шара.

Мезомасштабные конвективные системы (MCS) — это класс крупных штормов размером от примерно 10 до 1000 километров, состоящих из множества гроз, организованных мезомасштабной циркуляцией. Они долгоживущие, часто усиливаются ночью и являются крупнейшим источником экстремальных осадков, способных вызывать наводнения по всему миру, играя ключевую роль в энергетическом и гидрологическом циклах Земли.

Точное представление этих систем в моделях глобального климата следующего поколения высокого разрешения требует знания того, где эти штормы формируются, сколько энергии они несут и сколько дождя приносят.

Сбор глобальных данных о MCS исторически представлял собой серьезную проблему. «Большинство распространенных методов отслеживания, которые работают в тропиках, плохо подходят для регионов средних широт, таких как США», — отметил Чжэ Фэн, ученый-землевед из PNNL.

Новое исследование под руководством Фэна и Руби Леунг — ученого-землеведа и стипендиата Баттелла в PNNL — представляет первый набор данных об отслеженных MCS в районах Земли, где они значительно влияют на осадки, включая населенные регионы в средних широтах. Они отслеживали штормы, объединяя спутниковые инфракрасные изображения высокого разрешения и наборы данных об осадках. Этот комбинированный подход позволил получить более полную картину MCS, чем любой из методов по отдельности.

Эта новая база данных по отслеживанию штормов содержит 20-летние данные по тропикам и средним широтам, охватывая подавляющее большинство глобальных MCS с 2000 по 2019 год. Работа была недавно опубликована в качестве обложки журнала JGR Atmospheres и выбрана редакцией как выдающаяся статья.

Команда обнаружила, что самые долгоживущие и обильно дождливые MCS встречаются над субтропическими океанами, в то время как самые интенсивные штормы в основном происходят над сушей. MCS также составляют более половины осадков в изученных регионах.

Движение к углубленным исследованиям MCS

База данных MCS будет особенно эффективной в сочетании с моделями земной системы, такими как Модель земной системы экзафлопсных вычислений Министерства энергетики США (E3SM), заявила Леунг, главный научный сотрудник E3SM. Связывание этих долгосрочных данных с моделями крупномасштабных природных процессов может помочь ученым лучше понять роль MCS в глобальных экстремальных осадках, циркуляции и рисках наводнений. «Метод, который мы разработали для наблюдательного отслеживания MCS, также можно использовать в климатическом моделировании, чтобы понять, как характеристики MCS меняются с глобальным потеплением», — сказала Леунг.

База данных позволит исследователям понять, как изменения климата Земли влияют на поведение MCS, связывая погоду и климат. Любая эволюция или изменения климата за последние 20 лет могут быть соотнесены с интенсивностью MCS, продолжительностью жизни или другими характеристиками. Совместный анализ этих факторов открывает уникальные возможности для исследователей ответить на вопросы, которые ранее требовали использования нескольких источников данных и значительной подготовительной работы.

После недавней презентации новой базы данных на семинаре Фэн отметил: «Мне уже написали несколько человек о начале новых совместных проектов».