Modelleringsströmmar tillsammans med vind och vågor ger mer exakta förutsägelser för väderprognoser och klimatforskare.

När orkaner växer i kraft när klimatet förändras, att noggrant modellera interaktionerna mellan atmosfären och havet blir allt viktigare för att förbereda människor att slå ner eller evakuera. De många mekanismerna i atmosfär-havssystemet-känd som luft-havsflöde-gör modellering extremt komplicerad, dock.

Qi Shi, en postdoktor vid Great Lakes Research Center vid Michigan Technological University, har skapat den första detaljerade analysen av havs- och atmosfäriska svar på strömmar, vågor och vind. I artikeln "Koppling av havsströmmar och vågor med vindspänning över golfströmmen" publicerad i Remote Sensing i sommar, Shi hävdar att nuvarande numeriska modeller helt enkelt inte tar hänsyn till effekterna av vågor, strömmar och vind kopplade ihop. Denna koppling är avgörande eftersom utan den, modeller representerar inte exakt marina atmosfäriska gränsskiktsprocesser.

"Vi kvantifierade effekten av denna koppling för att förbättra noggrannheten hos luft-havsflöden, för utan modelleringsströmmar, det finns en konstant fördom i modeller, "Sa Shi." Vad är det som orsakar denna fördom? Saknar hela spektrumet av feedbackmekanismer. "

Enkelt uttryckt:Bättre modellering ger väderprognoser och klimatforskare en mer exakt bild av vad som händer där atmosfär och hav möts.

En del av det som gör modellering av luft-havsflöde så komplicerat är det stora antalet återkopplingsmekanismer i systemet:Att modellera vågor, man måste ta hänsyn till ytjämnhet och vind; för att modellera havets yttemperatur man måste ta hänsyn till luft-havstemperaturskillnader, vattenånga, fuktighet, avdunstning och mer. Att modellera vind- och ytströmmar är lika komplexa.

Orkaner och klimat

Orkaner drivs med värme och fukt från havet. Havsströmmar och vågor ändrar vindskjuvning och ytjämnhet, som är viktiga variabler för beräkning av luft-havsvärme och momentumflöden. Med en högupplöst, trevägskopplat havsvågsatmosfäriskt modelleringssystem, Shi bestämde rollen som koppling av havsströmmar, vågor och vindspänning för att minska modellbias i luft-havsflöde över Golfströmmen.

Shis arbete är den första detaljerade mekanismstudien i ström-våg-spänningskopplingsprocessen, som kan tillämpas för att öka noggrannheten i prognoser för orkanintensitet och klimatprognoser samt för att bättre använda satellitobservationer i de numeriska modellerna.

"Vi tillhandahåller bevis för att observation av strömmar är viktigt och har stort inflytande på modeller, "Sa Shi.

Shi sa att hon hoppas kunna se en eventuell lansering av en satellit som observerar havsströmmar för att validera markobservationer.