Το έδαφος το πρώτο που βλέπει τον «ερχομό» της καταιγίδας – Νέα μέθοδος για την πρόγνωση του καιρού
Η πρόβλεψη καταιγίδων και του ακριβούς σημείου εκδήλωσής τους αποτελεί διαχρονική πρόκληση για τους μετεωρολόγους. Νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature στις 4 Μαρτίου δίνει μια φυσική εξήγηση για το γιατί οι καταιγίδες εντείνονται σε συγκεκριμένες περιοχές — και το μυστικό, όπως φαίνεται, βρίσκεται στο ίδιο το έδαφος.
Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Christopher Taylor από το Κέντρο Οικολογίας και Υδρολογίας του Ηνωμένου Βασιλείου ανέλυσε 2,2 εκατομμύρια περιστατικά καταιγίδων σε ολόκληρη την υποσαχάρια Αφρική για διάστημα 21 ετών. Η ανάλυση έδειξε ότι η αλληλεπίδραση ανάμεσα στα πρότυπα εδαφικής υγρασίας και τη διάτμηση του ανέμου καθορίζει αν ένα σύννεφο θα εξελιχθεί σε επικίνδυνη καταιγίδα. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να ενισχύσουν τις έγκαιρες προειδοποιήσεις για πλημμύρες, κεραυνούς και ισχυρούς ανέμους σε περιοχές όπου ζουν περίπου μισό δισεκατομμύριο άνθρωποι.
Ο μηχανισμός είναι εντυπωσιακός: όταν μια περιοχή εδάφους είναι πιο υγρή από το περιβάλλον της, η εξάτμιση ψύχει τον αέρα κοντά στην επιφάνεια. Αντίθετα, πάνω από ξηρές εκτάσεις ο αέρας θερμαίνεται περισσότερο, δημιουργώντας χαμηλότερη πίεση και έλκοντας ανέμους από τις υγρές προς τις ξηρές ζώνες. Την ίδια στιγμή, σε μεγαλύτερα ύψη, οι άνεμοι κινούνται ανεξάρτητα, επηρεασμένοι από ευρύτερα καιρικά συστήματα.
Όταν οι άνεμοι των ανώτερων στρωμάτων φυσούν προς την αντίθετη κατεύθυνση από εκείνους της επιφάνειας — συνθήκη γνωστή ως διάτμηση ανέμου — τα αναπτυσσόμενα σύννεφα τροφοδοτούνται με φρέσκο, υγρό αέρα από κάτω. Δημιουργείται ένα αυτοενισχυόμενο ανοδικό ρεύμα που μετατρέπει την τοπική αστάθεια σε ισχυρή καταιγίδα. Σύμφωνα με τη μελέτη, υπό αυτές τις συνθήκες παρατηρείται 68% περισσότερη ανάπτυξη καταιγίδων.
«Οι μετακινήσεις αέριων μαζών μεγάλης κλίμακας μπορούν να υπολογιστούν πολύ καλά σήμερα», δήλωσε ο Καθηγητής Wolfgang Wagner του TU Wien, συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αλλά οι καταιγίδες σχηματίζονται σε ενδιάμεσες χωρικές κλίμακες — της τάξης των λίγων χιλιομέτρων. Και ακριβώς εδώ τα τρέχοντα μοντέλα φτάνουν στα όριά τους.»
Η ανάλυση κατέστη δυνατή χάρη σε δεδομένα υψηλής ανάλυσης για την εδαφική υγρασία από το ευρωπαϊκό όργανο ASCAT, το οποίο βρίσκεται στους δορυφόρους Metop της EUMETSAT. Το TU Wien ανέπτυξε νέο σύνολο δεδομένων ανάλυσης 15 χιλιομέτρων που αποκάλυψε λεπτομερή πρότυπα υγρασίας εδάφους σε καθημερινή βάση. Οι παρατηρήσεις κεραυνών και οι δορυφορικές εικόνες επιβεβαίωσαν ότι οι πιο έντονες καταιγίδες σχηματίστηκαν εκεί όπου το μοντέλο είχε προβλέψει.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ενσωμάτωση δεδομένων επιφάνειας ξηράς σε μοντέλα πρόγνωσης καιρού, βασισμένα σε τεχνητή νοημοσύνη και αριθμητικές προσομοιώσεις, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την πρόβλεψη καταιγίδων μικρής κλίμακας. Ο Δρ. Cheikh Abdoulahat Diop από την εθνική μετεωρολογική υπηρεσία της Σενεγάλης (ANACIM) χαρακτήρισε τα αποτελέσματα ως οδηγό για «βελτιώσεις στα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για ξαφνικές πλημμύρες, κινδύνους από κεραυνούς και ισχυρούς ανέμους», ειδικά σε περιοχές με περιορισμένα ραντάρ.
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται ήδη για να μετατρέψει τα ευρήματα, με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, σε λειτουργικά εργαλεία πρόβλεψης που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν διεθνώς.