Исследование показывает, что скопление облаков вызывает более сильные дожди

Новости сегодня - Исследование показывает, что скопление облаков вызывает более сильные дожди

Понимание структуры облаков в нашем меняющемся климате имеет важное значение для составления точных прогнозов об их влиянии на общество и природу. Ученые из Института науки и технологий Австрии (ISTA) и Института метеорологии Макса Планка опубликовали в журнале Science Advances исследование , в котором используется модель глобального климата с высоким разрешением, чтобы понять, как скопление облаков и штормов влияют на экстремальные осадки. в тропиках. Они показывают, что с повышением температуры серьезность экстремальных осадков увеличивается.

Экстремальные дожди являются одним из самых разрушительных стихийных бедствий, уносящих человеческие жизни и наносящих миллиарды ущерба. Их частота в последние годы увеличивается в связи с потеплением климата .

На протяжении нескольких десятилетий ученые использовали компьютерные модели климата Земли, чтобы лучше понять механизмы этих событий и предсказать будущие тенденции.

В новом исследовании Science Advances группа исследователей из Института науки и технологий Австрии (ISTA) и Института метеорологии Макса Планка (MPI-M) под руководством постдока ISTA Цзявэй Бао использовала новое состояние науки. Художественная климатическая модель для изучения того, как скопление облаков и штормов влияет на экстремальные осадки, особенно в тропиках, более подробно, чем это было возможно раньше.

«Этот новый тип модели с гораздо более высоким разрешением показал, что с более теплым климатом экстремальные ливни в тропиках становятся сильнее, чем ожидалось из теории, из-за того, что облака становятся более сгруппированными», — Бао, который первоначально начал этот проект во время — объясняет его предыдущая должность постдока в MPI-M.

«Мы видим, что когда облака более сгруппированы, дождь идет дольше, поэтому общее количество осадков увеличивается. Мы также обнаружили, что более сильные дожди в районах с большим количеством осадков происходят за счет расширения засушливых областей — еще один переход к экстремальным погодным условиям. Это связано с тем, как облака и штормы группируются вместе, что теперь мы можем моделировать с помощью этой новой климатической модели».

Эта новая модель, впервые предложенная в 2019 году, моделирует климат с гораздо более высоким разрешением, чем предыдущие. Предыдущие модели не могли так подробно учитывать облака и штормы, поэтому упускали большую часть сложной динамики движения воздуха, которая создает облака и заставляет их собираться, образуя более интенсивные штормы.

Хотя модель моделирует весь мир одновременно, ученые сосредоточили свой анализ на области тропиков вокруг экватора. Они сделали это потому, что образование облаков и гроз там происходит иначе, чем в других широтах.

Кэролайн Мюллер, доцент ISTA, добавляет: «Предыдущие модели намекали на влияние скопления облаков на экстремальные осадки, но не смогли предоставить необходимые данные. В сотрудничестве с нашими коллегами Бьорном Стивенсом и Лукасом Клуфтом из Института метеорологии Макса Планка, Наши результаты дополняют растущее количество данных, показывающих, что образование облаков в меньших масштабах оказывает решающее влияние на последствия изменения климата».

Совместные модели

Исследователи всего мира сотрудничают в создании более подробных и реалистичных моделей мирового климата, чтобы понять последствия изменения климата.

Климатические модели делят атмосферу Земли на трехмерные фрагменты, каждый из которых содержит свои данные о температуре, давлении, влажности и многих других физических свойствах. Затем они используют физические уравнения для моделирования того, как эти фрагменты взаимодействуют и изменяются со временем, чтобы создать представление реального мира. Поскольку вычислительная мощность и объем памяти не безграничны, в эти модели приходится вводить упрощения, и ученые постоянно работают над их точностью.

Старые поколения климатических моделей используют фрагменты длиной около 100 километров по горизонтали, в результате чего десятки и сотни тысяч таких объектов по-прежнему охватывают весь земной шар. Достижения в области алгоритмов и суперкомпьютеров позволили ученым все больше и больше увеличивать разрешение моделей.

«Мы использовали климатическую модель, разработанную в MPI-M, и анализировали данные, хранящиеся в Немецком климатическом вычислительном центре в Гамбурге, с разрешением всего пять километров, что было очень дорого в вычислительном отношении», — добавляет Бао. «Все климатические исследования — это огромные совместные усилия сотен людей, которые хотят внести свой вклад в наше понимание мира и нашего влияния на него».

Бао, который впервые заинтересовался исследованиями климата во время работы над докторской диссертацией. в Университете Нового Южного Уэльса, Австралия, и который сейчас работает научным сотрудником IST-BRIDGE в ISTA, хочет продолжить свою работу над экстремальными осадками, чтобы найти больше доказательств их причин и последствий с использованием дополнительных моделей.

Кэролайн Мюллер, которая сначала изучала математику, а затем обнаружила, что ее страсть к исследовательским вопросам имеет большее значение для реального мира, и ее исследовательская группа используют климатические модели для изучения конвекции воздуха и образования облаков и штормов в различных масштабах — вплоть до тропических циклонов — для лучше понять их причины и влияние изменения климата на общество и природу.

Новости партнеров: