«Эти штормы впечатляют», — сказал ученый-атмосферник Чжэ Фэн из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США. «Шторм может охватить весь штат Оклахома и длиться 24 часа, поскольку он распространяется на восток от предгорья Скалистых гор через Великие равнины, вызывая по пути сильный дождь».Понимание того, как штормы менялись в прошлом, является важным шагом на пути к прогнозированию будущих изменений. Особенно сложно моделировать самые сильные штормы.«Эти штормы приносят более половины дождя, выпадающего в центральной части США весной и летом», — сказала ученый-атмосферник Руби Люнг, соавтор с Фэном и другими сотрудниками PNNL. «Но почти никакая климатическая модель не может имитировать эти штормы.
Даже несмотря на то, что эти штормы достаточно велики, чтобы модели могли их уловить, они более сложны, чем небольшие изолированные грозы или более крупные фронтальные ливни, которые модели создают».Предыдущее исследование показало, что в последние десятилетия в центральной части Соединенных Штатов выпадало больше сильных весенних дождей, но ученые не знали, какие типы штормов вызывали это увеличение. Различные типы штормов могут по-своему реагировать на потепление климата, поэтому исследователи PNNL намеревались выяснить это.
Для этого команда разработала способ идентифицировать штормы, называемые мезомасштабными конвективными системами. Этот тип шторма развивается из меньших конвективных штормов, которые объединяются, чтобы сформировать самый большой тип конвективных бурь на Земле. Их лучше всего обнаружить с помощью спутников с высоты птичьего полета из космоса. Фэн преобразовал хорошо зарекомендовавшие себя методы спутникового обнаружения в новую технику, которую затем применил к количеству осадков, измеряемых радарами и дождемерами за последние 35 лет.
Это позволило исследователям идентифицировать тысячи больших конвективных штормов и их дождевые осадки к востоку от Скалистых гор.Результаты показали, что частота очень длительных заболеваний увеличивается примерно на 4 процента за десятилетие, особенно в северной половине центрального региона — чуть ниже Великих озер. Исследователи оценили штормы, которые вызвали наибольшее количество осадков в пять процентов, как экстремальные явления, и отметили, что за последние 35 лет экстремальные явления стали более частыми.
Но что способствует изменению частоты и характеристик мезомасштабных конвективных систем? Чтобы выяснить это, исследователи проанализировали метеорологическую среду региона. Они обнаружили, что Южные Великие равнины согревают больше, чем океан.
Эта разница в температуре создает градиент давления между Скалистыми горами и Атлантическим океаном, который вызывает более сильные ветры, которые выталкивают влагу из Мексиканского залива. Более теплый и влажный воздух сходится в Северных Великих равнинах, где он падает во время сильных штормов.
Хотя эти штормы случаются чаще и вызывают более сильные дожди, превратятся ли они в наводнения, зависит от деталей.«Наводнение зависит не только от интенсивности и продолжительности осадков, но и от того, сколько воды может удержать земля», — сказал Люнг. «Выяснить, привели ли наблюдаемые изменения в дождях к усилению наводнений, сложно из-за водохранилищ и землепользования.
Оба имеют способность регулировать влажность почвы и речной сток, следовательно, наводнения».