北极风暴:科学家如何改善对危险极地低压的预测

科学家如何改进对危险极地低压的预测由于极低的体积小且寿命短,因此极低的预测难度特别大,许多问题仍未得到解答。 (存在Shutterstock)

挪威的沿海社区对极地低潮很熟悉,但在加拿大却常常不为人所知。 极低的持续时间短,但强度大且难以预测,可能会由于强风和大雪而造成相当大的破坏。

28月XNUMX日,挪威气象学院警告芬马克(Finnmark)沿岸的居民 极低。 一周后, 另一个极地低空威胁挪威人,这次是在特隆赫姆附近。

极地低谷经常发生在人烟稀少的地区,但已导致死亡。 因此,我们必须提高预测这些突然而强烈的风暴的能力。

我在大气科学方面的研究集中在这些气象现象上。 我使用加拿大区域气候模型对极地低点进行了模拟 区域气候研究与模拟中心 (ESCER)。

由于极低的体积小且寿命短,因此极低的预测难度特别大,许多问题仍未得到解答。 但是之后 详尽回顾已发表的科学文献,我能够回答人们关于极低点的许多问题。

小而激烈!

极地低点是在寒冷季节在两极附近发展的强烈海上风暴。 极地低点的直径不到1,000公里,通常持续不到48小时,比通常影响加拿大东部的冬季风暴更小且寿命更短。

科学家如何改进对危险极地低压的预测 具有不同云特征的两个极地低点的卫星图像:挪威海上的逗号形(a)和巴伦支海上的螺旋形(b)。 (M.Moreno-Ibáñez,R.Laprise和P.Gachon,2021年。), CC BY-NC

极地低气压与恶劣的天气条件有关,例如强烈的飓风,有时的飓风,大风和大雪。 这 天气变化 与极低点相关的是突然的。

因此,极地低点对沿海社区,海上和空中运输以及石油和天然气平台构成威胁。 一些极地低点已造成人员伤亡。 例如,在2001年XNUMX月, 托斯沃格极地低地 在挪威北部Vannøya岛上一个渔村附近开发。 一艘船在强风中倾覆,造成船员死亡。

比我们想象的要近

极地低点发展 在南北半球,分别位于两极和北纬40度左右和南纬50度的纬度之间。 当非常冷的空气流过相对温暖的海洋时,它们形成在海冰边缘(海冰与开阔的海洋相遇)或冰雪覆盖的大陆附近。

海洋的湿热 为冷空气提供能量,以补充极低点的发展。 极地低洼登陆或在海冰上移动时消散,而能源则消失了。

科学家如何改进对危险极地低压的预测 拉布拉多以东的极地低洼。 (加拿大环境与气候变化)

在加拿大附近,我们观察到了拉布拉多海,戴维斯海峡和哈德逊湾的极低点。 这些地区的人口密度低,因此极低的影响社区的风险很小。

在世界其他地区,极低点可能很危险。 挪威和日本受到这些风暴的影响,因为它们的重要人口中心位于沿海地区,极地低点可能发展。 这 极地低潮带来的天气会导致道路和机场关闭,还存在雪崩的风险。 例如,在2019年XNUMX月, 强烈的极地低压使挪威登陆造成道路封闭和村庄隔离。

科学家如何改进对危险极地低压的预测 19年1月2021日,由AVHRR仪器在NOAA-XNUMX卫星上获得的红外图像。该图像显示了向挪威西部发展的极地低压(白色)。 (气象学研究所)

随着气候变化,我们可以预期极地低点的位置和频率会发生变化。 例如,在北大西洋, 随着海冰边缘的退缩,极地低点可能会向北延伸,并且频率降低。 但是,关于气候变化对极地低气压的频率和空间分布的影响,许多问题仍未得到解答。

难以预测的风暴

准确预测极地低点对于避免其造成任何损害至关重要。 但是由于极小且寿命短,预测极地低点具有挑战性。

与其他天气预报一样, 正确的极地低气压预报的基本要素 是一种大气模型,可以很好地了解大气层的当前状态。 然而,由于缺乏对海洋和两极附近的常规观测(例如来自地面站的观测),这意味着初始条件仍然不够好。

科学家如何改进对危险极地低压的预测 1年2021月XNUMX日,大西洋上空的风向(箭头),风速(颜色)和大气压力(黑色线)。每个“ L”代表一个旋风,带有一个小圆圈,表示位于北极北部海岸以西的极地低压。挪威。 (MétéoCentre)

大气模型的最新发展-一组描述大气演化状态的方程-具有高分辨率,因此可以比以前更好地预测极地低压。 科学家们继续研究这些模型,以改善它们表示海洋与大气层以及其他重要过程之间的热交换的方式。

尽管高分辨率模型可以使我们正确地预测一些极地低点,但要成功地正确预测所有这些气象系统,仍有许多工作要做。 同时,请注意:北半球的极地淡季还没有结束!谈话

关于作者

Marta MorenoIbáñez,地球与大气科学博士学位候选人, 魁北克大学蒙特利尔分校(UQAM)

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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