I en ny studie, forskare vid National Center for Atmospheric Research (NCAR) visar att den genomsnittliga nederbörden i mars, under de kommande tio åren i Västeuropa är förutsägbar med hjälp av en ny metod. Forskargruppen gav också ut en prognos för de kommande åren.

"Till och med år 2027, prognosen indikerar att vi bör förvänta oss, i genomsnitt, blötare vinterförhållanden i Storbritannien och torrare förhållanden i Portugal jämfört med de senaste tioårsgenomsnitten, sa Stephen Yeager, en klimatforskare vid NCAR och medförfattare till uppsatsen.

För att göra denna förutsägelse, forskare använde en kreativ metod som kombinerar simuleringar från NCAR:s flaggskeppsklimatmodell med statistiska tekniker baserade på observationer. Tagen tillsammans, tillvägagångssättet – som validerades med hjälp av "hindcasts" av förhållanden under det senaste århundradet – ger en mycket mer skicklig förutsägelse än vad som kunde göras med antingen modellen eller observationer enbart.

"Ingen av metoderna ensam kunde fånga alla element som behövs för att göra en förutsägelse, " sa NCAR-forskaren Isla Simpson, huvudförfattare till forskningen, dyker upp i journalen Naturgeovetenskap . "Genom att kombinera flera tekniker och datauppsättningar, vi kunde fullborda bilden."

Förutsägelserna kan vara användbara för resurshanterare och planerare, inklusive bönder och vattenförvaltare, som förlitar sig på nederbördsprognoser.

Fyller förutsägelseluckan

I takt med att kortsiktiga väderprognoser har förbättrats, delvis tack vare ökad datorkraft och observationsdata, forskare har riktat sin uppmärksamhet mot förutsägelser på längre sikt, såsom att avgöra om en viss region sannolikt kommer att vara ovanligt våt eller torr under en längre period. Dessa långsiktiga förutsägelser sträcker sig från säsongsbetonade till år eller till och med decennier in i framtiden. När man arbetar på dessa tidsskalor, forskare letar efter atmosfäriska cirkulationsmönster som är knutna till havet eftersom havet förändras i mycket långsammare takt än atmosfären.

För denna nya studie, forskare vände sig till den NCAR-baserade Community Earth System Model (CESM). För att testa dess användning för att göra dekadala förutsägelser, de startade modellen med havsförhållanden som approximerar historiska observationer och tittade sedan för att se hur väl modellen matchade verkligheten när den gick framåt ett decennium i taget. De upprepade detta för varje år mellan 1954 och 2015, skapa ett robust test för vad som kan och inte kan förutsägas på längre tidsskalor.

"Sättet att testa ett förutsägelsesystem är genom att gå bakåt i tiden och göra förutsägelser om det förflutna, sedan se om de bekräftas av de observationer som redan har registrerats, ", sa Simpson. "Om modellen kan använda tidigare förhållanden för att exakt förutsäga klimathändelser som redan har inträffat, då finns det tilltro till att modellen skickligt kan förutsäga klimatmönster i framtiden."

Forskningen visade att CESM var särskilt skicklig på att förutsäga havsytans temperaturer i Nordatlanten. Forskare vet att havsytans temperatur är en viktig faktor som påverkar vissa väder- och klimatfenomen, som tropiska cykloner och säsongsbetonade klimatförändringar i samband med El Niño och La Niña. Yeagers arbete med CESM hade också tidigare avslöjat att havsytans temperaturer kan påverka nederbördsmönster över afrikanska Sahel år i förväg.

Simpsons tidigare arbete hade föreslagit att nordatlantiska havets yttemperaturer också påverkar atmosfärens cirkulationsmönster över Atlanten, vilket sedan påverkar vädret i västra Europa. Hennes studie 2018 fann att varmare havstemperaturer i en region som kallas Nordatlantens subpolära gyre är förknippade med en försvagning av den västliga jetströmmen väster om Storbritannien och en förstärkning av jetströmmen väster om Portugal, under senvintern. Dock, CESM kan ännu inte förutsäga dessa cirkulationsförändringar.

"Det finns fortfarande mycket vi inte förstår om sambandet mellan havsytan, jetström, och nederbörd, ", sa Simpson. "Varför finns det en så stark koppling i västra Europa på senvintern, och varför kan våra modeller inte fånga det?"

Även om modellen kanske inte fångar alla hav och atmosfäriska interaktioner som påverkar senvinterns regn och snö, i denna nya studie kan forskarna fortfarande använda modellen för att förutsäga havsytans temperaturer för det kommande decenniet. Sedan använde de det som är känt om detta förhållande i den verkliga världen för att göra en statistisk förutsägelse för regn och snö i västra Europa fram till år 2027.

"När du kombinerar dessa två delar av information - de förutspådda havsyttemperaturerna och deras förhållande till jetströmmen som härrör från observationer - producerar det en skicklig förutsägelse av nederbörden i dessa regioner i mars, vilket är något vi inte har kunnat göra tidigare, " sa Yeager.

Den här forskningen representerar ett viktigt steg för att överbrygga gapet mellan observationer och säsongsbetonad till decadal prognosmodellering, som skulle kunna vara till nytta för samhällen som vill förbereda sig för förändrade vädertrender.

"Det här är precis den typ av information vi försöker ge, ", sa Yeager. "Det finns människor som bryr sig om Portugal går in i ett decennium av torka, eller hög nederbörd."