Si puede predecir el camino de la corriente en chorro, el río de viento ondulante de la atmósfera superior, puede predecir el clima, no solo durante una semana o dos, sino durante toda una temporada. Un nuevo estudio de Stanford avanza hacia ese nivelde previsión al revelar un vínculo físico entre la velocidad y la ubicación de la corriente en chorro y la fuerza del vórtice polar, un remolino de aire que generalmente se cierne sobre el Ártico.
"La corriente en chorro establece todo", dijo Aditi Sheshadri, autor principal y profesor asistente de Ciencias del Sistema Terrestre en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente Stanford Earth. "Las tormentas lo recorren. Interactúan con él.Si la corriente en chorro cambia, el lugar donde las tormentas son más fuertes también cambiará "
La investigación, publicada en el Revista de Ciencias Atmosféricas , identifica dos modos distintos de cómo fluye el aire dentro de la corriente en chorro y las capas de atmósfera que la intercalan.
El sistema profundo de la atmósfera
En un modo, los cambios en la velocidad y dirección del viento comienzan cerca del ecuador en la troposfera, la capa de atmósfera húmeda y tormentosa debajo de la corriente en chorro y más cercana a la superficie de la Tierra. Los cambios de viento en este modo se propagan rápidamente a través del chorrocorriente y dentro del vórtice polar en la capa superior y seca de la atmósfera conocida como estratosfera.
En el otro modo, la fuerza del vórtice polar de la estratosfera influye en la trayectoria y la fuerza de la corriente en chorro, y cómo interactúa con las tormentas en la troposfera. En este modo, el vórtice polar envía una señal hastala superficie como un pulso. Un vórtice más débil produce una corriente de chorro débil que se desliza hacia el ecuador; un vórtice más fuerte intensifica la corriente de chorro mientras la arrastra hacia el polo.
"Estas estructuras verticales profundas no se han mostrado antes", dijo Sheshadri. "Es algo fundamental sobre el sistema mismo". Su análisis podría ayudar a explicar los impactos del clima superficial de un evento que ocurrió a principios de 2018, cuando el vórtice se debilitótanto que se rompió en dos, un fenómeno que los científicos saben que puede llevar hasta dos meses de clima extremo en Europa occidental. Hasta ahora, la comprensión de estas interacciones se ha basado en observaciones y modelos estadísticos más que en el conocimiento de su base física.
Estos modos podrían ser clave para predecir los efectos a largo plazo de ciertos cambios ambientales en la superficie de la Tierra. Si bien se cree que el aire fluye de manera relativamente independiente dentro de la troposfera y la estratosfera en inviernos normales, ozono empobrecido, altos niveles de gases de efecto invernadero, calentamiento del océano, la reducción de la capa de nieve y otras perturbaciones pueden sacudir esta independencia, afectando tanto al vórtice como a la corriente en chorro de manera compleja.se rompen.
"No sabemos cuál de estos dos efectos de aumentar los gases de efecto invernadero vencerá", dijo Sheshadri.
Construyendo mejores modelos climáticos
Para ayudar a encontrar respuestas, el equipo de Sheshadri se propuso comprender el clima como un sistema que responde de manera predecible a las fuerzas conocidas, a pesar de la dinámica interna que es una mezcla de fluctuaciones aleatorias y sistemáticas. Tomaron un teorema matemático utilizado durante casi unsiglo para predecir un comportamiento aparentemente aleatorio en sistemas de mecánica cuántica y aplicarlo a los datos que representan la atmósfera de la Tierra en invierno.
"Tenemos 35 años de datos de viento", dijo Sheshadri. "¿Podemos decir algo solo de esas observaciones sobre cómo cambiarán los vientos si, por ejemplo, aumenta el dióxido de carbono? Eso es lo que hizo que todo esto comenzara".
Los modelos climáticos actuales son excelentes al mostrar cambios de temperatura en las capas de la atmósfera a lo largo del tiempo y con niveles variables de sustancias como el ozono o el dióxido de carbono. "Estamos bastante seguros de cómo va a cambiar la estructura de temperatura de la atmósfera", dijo Sheshadri"Sin embargo, si observa cambios en cosas como el viento, la lluvia o la nieve, cualquier cosa que sea una cantidad dinámica, realmente tenemos muy poca idea de lo que está sucediendo".
Y, sin embargo, estas son algunas de las métricas más vívidas para un clima cambiante ". Nadie siente la temperatura media global", dijo Sheshadri. "¿Cuántas veces en los próximos 10 años tendremos que lidiar con inundaciones o¿Frio en una región en particular? Ese es el tipo de pregunta que esto podría ayudar a responder ".
Al revelar los procesos físicos que sustentan algunas de estas variables dinámicas, el método desarrollado en este estudio también podría ayudar a eliminar defectos en los modelos climáticos.
Sheshadri explicó: "La forma en que hacemos esto actualmente es que tomas un modelo y lo ejecutas", verifica las predicciones del modelo con los datos observados.en parte porque hacen suposiciones diferentes sobre cómo interactúan la troposfera y la estratosfera y cómo fluctúa la corriente en chorro. Hasta ahora no ha habido una manera de verificar esas suposiciones contra la variabilidad real de la atmósfera.
"Necesitamos asegurarnos de que los modelos sean correctos y por las razones correctas", dijo Sheshadri. El nuevo trabajo proporciona una forma de resolver esa incertidumbre y anticipar tormentas en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Josie Garthwaite. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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