Jordens atmosfär är kaotisk, vilket gör det svårt för prognosmakare att förutsäga vädret mer än 10-13 dagar i förväg. Dock, forskning har alltmer visat att storskaliga mönster av variabilitet och samband mellan tillstånd i atmosfären på två avlägsna platser, kallas "teleanslutningar, " kan hjälpa till att utöka prediktionsförmågan bortom denna gräns.

"Få forskare har tillämpat denna mekanism för väderförutsägelser, sa Kai-Chih Tseng, atmosfärisk vetenskap doktorand vid Colorado State University (CSU). "Särskilt från två veckor till tre månader, som har varit känd som en "förutsägelseöken" tidigare."

En ny studie ledd av Tseng säger att teleförbindelser med vissa faser av ett återkommande tropiskt regnmönster kan förlänga förutsägelser upp till 20-25 dagar i förväg. Studien är medförfattare av biträdande professor Libby Barnes och professor Eric Maloney, båda på CSU:s institution för atmosfärsvetenskap.

Författarnas resultat ger vägledning om vilka tropiska förhållanden som kan leda till förbättrade prognoser utöver vår nuvarande förmåga – och mer tid att förbereda sig för extrema händelser.

Madden-Julian Oscillation har ledtrådar

I årtionden, vetenskapliga bevis har bekräftat att det stora tropiska nederbördsmönstret som kallas Madden-Julian Oscillation (MJO) kan påverka vädret i vår hals av skogen. MJO färdas österut runt ekvatorn, upprepar sin rutt var 40-50:e dag. Dess globala vandring är uppdelad i åtta faser baserat på MJO:s läge. När den rör sig, via interaktioner mellan havet och atmosfären, det skickar krusningar genom atmosfären som kan bidra till extrema händelser i USA, som arktiska luftutbrott, extrema värmehändelser, och översvämning.

Lyckligtvis, MJO:s rotationsperiod faller precis inom förutsägelseöknen Tseng beskriver, mellan kortsiktiga väder- och säsongsbetonade klimatprognoser. Således, dess teleförbindelse med mellanbreddgraderna kan stödja väderförutsägelser med utökat intervall.

Men att förstå hur vårt väder reagerar på MJO är utmanande. MJO:s krusningar tar tid att sprida sig till mitten av breddgraderna när den korsar jorden. Så, väderförhållanden som vi ser i USA kan ha utlösts av en tidigare fas av MJO. Dessutom, de flesta tidigare studier som utvärderade MJO-teleanslutningar använde en medelvärdesmetod som inte bedömer konsekventa mönster av hur vårt väder reagerar på MJO-händelser.

Tseng och teamet jämförde MJO-evenemang med varandra för att se hur ofta de hittade liknande mönster.

"Om ett mönster dyker upp igen och igen, då kan vi med tillförsikt säga, ja, detta mönster är mer förutsägbart och kommer med stor sannolikhet att dyka upp igen i framtiden, " sa Tseng.

Fas 2 och 6

Teamet fann att MJO faserna 2 och 6 i synnerhet kan generera konsekventa mönster av vind och tryck på mellanbreddgraderna. Dessa starka teleförbindelser under vissa faser förbättrar förutsägelseskickligheten vid förlängda ledtider bortom vädret genom att minska osäkerheten i prognosmodeller.

"Vi blev förvånade över att vissa MJO-faser [2 och 6] gav mer konsekventa teleanslutningsmönster, ", sa Tseng. "Det har varit uppfattningen att alla faser av MJO producerade starka teleförbindelser."

Dock, deras resultat visade att MJO:s teleförbindelser var mest konsekventa när MJO var belägen över östra Indiska oceanen eller västra Stilla havet. Dessa fynd kan hjälpa till att ge mer tid att förbereda sig för extrema händelser, jämfört med den traditionella 10-13 dagars väderprognosgränsen.

I framtiden, Tseng och hans kollegor vill förstå varför MJO-teleanslutningarna är konsekventa för vissa faser. Om de förstår mekanismen, de kanske kan avgöra hur klimatförändringar kan påverka dessa teleförbindelser – potentiellt stärka eller försvaga responsen på mellanbreddgraderna.

"Om dessa teleförbindelser ändrar styrkan i framtida klimat, det är möjligt att vår väderförutsägelse baserad på MJO också kan ändras, " sa Tseng.