Arktische Stürme: Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar-Tiefs verbessern

Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar Lows verbessernPolartiefs sind aufgrund ihrer geringen Größe und kurzen Lebensdauer besonders schwierig vorherzusagen, und viele Fragen bleiben unbeantwortet. (Shutterstock)

Norwegens Küstengemeinden sind mit Polartiefs vertraut, aber in Kanada bleiben sie oft unbemerkt. Kurzlebige, aber intensive und schwer vorhersehbare Tiefststände können bei Sturmwind und starkem Schneefall erhebliche Schäden verursachen.

Am 28. Februar warnte das norwegische Meteorologische Institut die Bevölkerung entlang der Küste der Finnmark vor einem Eintreffen polar niedrig. Eine Woche später, Ein weiterer Polar Low bedrohte die Norweger, diesmal in der Nähe von Trondheim.

Polartiefs treten häufig in dünn besiedelten Regionen auf, haben jedoch zu Todesfällen geführt. Daher müssen wir unsere Fähigkeit verbessern, diese abrupten und intensiven Stürme vorherzusagen.

Meine Forschung in den Atmosphärenwissenschaften konzentriert sich auf diese meteorologischen Phänomene. Ich führe Simulationen von Tiefstständen mit dem kanadischen regionalen Klimamodell in der Zentrum für die Untersuchung und Simulation des Klimas auf regionaler Ebene (ESCER).

Polartiefs sind aufgrund ihrer geringen Größe und kurzen Lebensdauer besonders schwierig vorherzusagen, und viele Fragen bleiben unbeantwortet. Aber nach einem erschöpfende Überprüfung der veröffentlichten wissenschaftlichen LiteraturIch kann viele der Fragen beantworten, die Menschen zu Polar Lows haben.

Klein aber fein!

Polartiefs sind intensive Seestürme, die sich in der kalten Jahreszeit in der Nähe der Pole entwickeln. Mit einem Durchmesser von weniger als 1,000 Kilometern und einer Dauer von weniger als 48 Stunden sind Polartiefs kleiner - und haben eine kürzere Lebensdauer - als die Winterstürme, die häufig Ostkanada betreffen.

Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar Lows verbessern Satellitenbilder von zwei Polar Lows mit unterschiedlichen Wolkensignaturen: kommaförmig (a) über der norwegischen See und spiralförmig (b) über der Barentssee. (Moreno-Ibáñez, M., Laprise, R. und Gachon, P., 2021.), CC BY-NC

Polartiefs sind mit Unwettern verbunden, wie starken, manchmal Hurrikanen, Winden und starken Schneeschauern. Das Wetterwechsel mit Polartiefs verbunden sind abrupt.

Infolgedessen stellen Polartiefs eine Bedrohung für die Küstengemeinden, den See- und Luftverkehr sowie die Öl- und Gasplattformen dar. Einige polare Tiefs haben den Verlust von Menschenleben verursacht. Zum Beispiel hat im Oktober 2001 die Torsvåg Polar Low entwickelt in der Nähe eines Fischerdorfes auf der Insel Vannøya in Nordnorwegen. Ein Boot kenterte im starken Wind und tötete ein Besatzungsmitglied.

Näher als wir denken

Es entwickeln sich polare Tiefs in der nördlichen und südlichen Hemisphärezwischen den Polen und einem Breitengrad von etwa 40 Grad Nord bzw. 50 Grad Süd. Sie bilden sich in der Nähe der Meereiskante (wo das Meereis auf den offenen Ozean trifft) oder schneebedeckten Kontinenten, wenn sehr kalte Luft über den relativ warmen Ozean strömt.

Die Hitze und Feuchtigkeit des Ozeans versorgt die kalte Luft mit Energie, um die Entwicklung polarer Tiefs zu fördern. Polartiefs lösen sich auf, wenn sie landen oder sich über das Meereis bewegen und die Energiequelle verschwindet.

Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar Lows verbessern Ein polares Tief östlich von Labrador. (Umwelt und Klimawandel Kanada)

In der Nähe von Kanada beobachten wir polare Tiefs über dem Labradormeer, der Davis Strait und der Hudson Bay. Diese Regionen haben eine geringe Bevölkerungsdichte, so dass das Risiko eines Polar Low, das eine Gemeinde betrifft, gering ist.

In anderen Teilen der Welt können polare Tiefs gefährlich sein. Norwegen und Japan leiden unter den Auswirkungen dieser Stürme, da sie wichtige Bevölkerungszentren in den Küstenregionen haben, in denen sich polare Tiefs entwickeln können. Das Das mit Polartiefs verbundene Wetter kann zur Sperrung von Straßen und Flughäfen führen, und es besteht auch die Gefahr von Schneelawinen. Zum Beispiel im Januar 2019 eine besondere intensive polare Tieflandung in Norwegen, was Straßensperrungen und die Isolation eines Dorfes verursacht.

Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar Lows verbessern Infrarotbild, aufgenommen vom Instrument AVHRR an Bord des Satelliten NOAA-19 am 1. März 2021. Das Bild zeigt das Polar-Tief, das sich westlich von Norwegen entwickelt hat (in Weiß). (Meteorologisk Institutt)

Mit dem Klimawandel können wir erwarten, dass sich der Ort und die Frequenz der polaren Tiefs verschieben. Im Nordatlantik zum Beispiel Polartiefs können sich weiter nördlich bilden, wenn sich die Meereiskante zurückzieht, und zwar mit verringerter Häufigkeit. Viele Fragen zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Häufigkeit und räumliche Verteilung von Polar-Tiefs bleiben jedoch offen.

Stürme, die schwer vorherzusagen sind

Genaue Vorhersagen von Polartiefs sind unerlässlich, um Schäden durch diese zu vermeiden. Die Vorhersage von Tiefstständen ist jedoch aufgrund ihrer geringen Größe und kurzen Lebensdauer eine Herausforderung.

Wie bei anderen Wettervorhersagen ist die wesentliche Bestandteile für eine korrekte Polar-Low-Vorhersage sind ein atmosphärisches Modell, das eine gute und gute Kenntnis des aktuellen Zustands der Atmosphäre bietet. Ein Mangel an konventionellen Beobachtungen (wie Beobachtungen von Oberflächenstationen) über dem Ozean und in der Nähe der Pole bedeutet jedoch, dass die Anfangsbedingungen immer noch nicht gut genug sind.

Wie Wissenschaftler Prognosen gefährlicher Polar Lows verbessern Windrichtung (Pfeile), Windgeschwindigkeit (Farben) und Luftdruck (schwarze Linien) über dem Atlantik am 1. März 2021. Jedes 'L' repräsentiert einen Zyklon mit einem kleinen Kreis, der das polare Tief westlich der Nordküste von zeigt Norwegen. (MétéoCentre)

Die jüngste Entwicklung atmosphärischer Modelle - ein Satz von Gleichungen, die den sich entwickelnden Zustand der Atmosphäre beschreiben - mit hoher Auflösung ermöglicht eine bessere Vorhersage der Polar-Tiefs als zuvor. Wissenschaftler arbeiten weiterhin an diesen Modellen, um die Art und Weise zu verbessern, wie sie den Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre sowie andere wichtige Prozesse darstellen.

Trotz der Tatsache, dass die hochauflösenden Modelle es uns ermöglichen, einige polare Tiefs korrekt vorherzusagen, gibt es noch viel zu tun, um alle diese meteorologischen Systeme korrekt vorherzusagen. Halten Sie in der Zwischenzeit Ausschau: Die polare Nebensaison auf der Nordhalbkugel ist noch nicht vorbei!Das Gespräch

Über den Autor

Marta Moreno Ibáñez, Doktorandin in Geo- und Atmosphärenwissenschaften, Université du Québec à Montréal (UQAM)

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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