La reducción actual en la extensión del hielo marino del Ártico causa fenómenos meteorológicos impredecibles en el Océano Ártico vientos fuertes, olas altas y movimiento rápido del hielo marino asociado con ciclones también en las latitudes medias olas de calor, inviernos severos, etc... Con tales condiciones de fondo cambiantes, se necesitan pronósticos meteorológicos más precisos para navegar con seguridad a lo largo de la Ruta del Mar del Norte NSR y comprender el vínculo climático entre el Ártico y las latitudes medias. Sin embargo, esto es difícil debido a la escaseznúmero de observaciones atmosféricas en el Océano Ártico. Dado que es muy difícil realizar observaciones adicionales en las regiones árticas debido al apoyo logístico limitado, se requiere una red de observación del Ártico optimizada en función de los costos y beneficios para mejorar las predicciones polares.
En septiembre de 2013, el Dr. Jun Inoue del Instituto Nacional de Investigación Polar NIPR, Japón, y su equipo de investigación internacional llevaron a cabo observaciones atmosféricas conjuntas del Ártico utilizando radiosondas instrumentos transportados a la atmósfera por globos meteorológicos, que miden varios parámetros atmosféricos en el buque de investigación Mirai y en las estaciones meteorológicas que rodean el Océano Ártico Ny-Alesund, Alert y Eureka. El equipo lanzó radiosondas ocho veces al día desde RV Mirai operado por NIPR y la Agencia Japonesa de Ciencias Marinas y Terrestres yTechnology JAMSTEC, seis veces al día desde Ny-Alesund operado por el Instituto Alfred Wegener, y cuatro veces al día desde Alert y Eureka operado por Environment Canada. Su alta frecuencia de observación diaria mejoró la precisión de los datos atmosféricosutilizado para estimar el estado del clima y los pronósticos meteorológicos porque gran parte de los datos observados se incorporaron a las condiciones iniciales de las simulaciones meteorológicas en tiempo real.
Para investigar el impacto de estas observaciones especiales en los pronósticos meteorológicos sobre el Ártico, el equipo de investigación se centró en un sistema de alta presión a lo largo de la NSR el 20 de septiembre de 2013 que provocó fuertes vientos costeros y una rápida deriva del hielo marino impulsada por el viento.sobre la NSR. Incorporaron múltiples observaciones en las condiciones iniciales de las simulaciones meteorológicas, incluidos estos datos especiales, y realizaron experimentos de predicción por conjuntos con un modelo de circulación general atmosférica. La influencia de los datos de observación especiales en la predictibilidad del sistema de alta presión fueluego se probó utilizando los diferentes campos iniciales excluyendo estos datos especiales de cada estación por separado. Se encontró que la incertidumbre en los campos de viento modelados asociados con el sistema de alta presión se redujo cuando se incluyeron todos los datos de la radiosonda. En particular, los datosde Ny-Alesund y RV Mirai fueron muy importantes para predecir este evento, en parte debido a la chara dependiente del flujocteristics en la atmósfera superior.Con base en varios conjuntos de pruebas de sensibilidad, también determinaron que cuatro lanzamientos por día, una vez cada seis horas, es la frecuencia de observación más rentable.
Los campos de viento de superficie pronosticados se utilizan generalmente en los modelos de pronóstico de hielo marino como datos de forzamiento; por lo tanto, el crecimiento de errores en los pronósticos de hielo marino depende en gran medida de la precisión de los campos de viento pronosticados. El equipo de investigación ejecutó un análisis de hielo-océanoacoplado para comprender el impacto de la precisión de los campos de viento pronosticados en los pronósticos de hielo marino. Se encontró que los pronósticos de hielo marino inicializados por campos de viento que incluían las observaciones especiales predijeron adecuadamente la rápida advección del hielo marino impulsada por el viento a lo largo delNSR.
El equipo de investigación concluyó que observaciones atmosféricas adicionales predecirían de manera efectiva no solo los fenómenos climáticos severos sobre el Océano Ártico, sino también la distribución del hielo marino influenciada por el forzamiento atmosférico. Durante el Año de la Predicción Polar YOPP, desde mediados de 2017 hasta mediados de2019, propuesto por el Programa de Investigación Meteorológica Mundial - Proyecto de Predicción Polar WWRP - PPP, este tipo de observaciones y actividades de modelado se acelerarán dentro del marco internacional y podrían contribuir a establecer una red de observación del Ártico sostenible.
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