Para ilmuwan menyempurnakan perkiraan jangka panjang tentang tornado dan hujan es di Amerika Serikat

DeKalb, Sakit — Para ilmuwan di Northern Illinois University terus menyempurnakan prakiraan cuaca jangka panjang, mengidentifikasi pola di belahan dunia yang akan meningkatkan kemungkinan berminggu-minggu kemudian badai penghasil hujan es dan badai penghasil tornado di Amerika Serikat.

Kredit: Victor Gensini, Universitas Illinois Utara

Pencarian baru mengidentifikasi tiga orientasi spesifik dari fenomena atmosfer yang terjadi di dekat khatulistiwa di benua maritim yang meningkatkan kemungkinan kejadian cuaca buruk di Amerika Serikat tiga hingga empat minggu kemudian. Menggunakan informasi ini untuk membuat prakiraan jangka panjang akan memberikan lebih banyak waktu untuk meningkatkan kesadaran akan peristiwa cuaca buruk dan berpotensi menyelamatkan nyawa dan harta benda.

Memilah-milah data dari 1979 hingga 2019, para ilmuwan menemukan 100 contoh fluktuasi besar yang terjadi di Madden-Julian Oscillation (MJO) – gangguan besar angin, hujan, dan tekanan yang bergerak ke arah timur – dan mencari korelasi dengan cuaca buruk selama berminggu-minggu. di Amerika Serikat. nanti.

Saat MJO bergerak ke timur di sepanjang khatulistiwa, ia dapat melemah atau menguat saat melintasi pulau-pulau di Benua Laut, yang meliputi Indonesia dan Filipina. Dari 100 fluktuasi MJO yang teridentifikasi, 53 dari kelompok badai ini memperoleh kekuatan saat mereka melintasi benua maritim dan memasuki Samudra Pasifik, menyebabkan riak di atmosfer dan kemungkinan mengubah pola sirkulasi di ‘Amerika Utara.

Peneliti Pasca-Doktor NIU Douglas E. Miller

“53 peristiwa ini menyajikan kemungkinan terbesar peningkatan aktivitas tornado dan hujan es di Amerika Serikat selama tiga hingga empat minggu ke depan,” kata penulis utama studi Douglas E. Miller, peneliti postdoctoral di NIU. “Fitur MJO yang berbeda menyebabkan waktu dan perubahan yang berbeda dalam aktivitas cuaca buruk.”

Studi ini – ditulis bersama dengan NIU Meteorologi Guru Victor Gensini dan Bradford Barrett dari Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara Amerika Serikat – diterbitkan dalam jurnal Nature Publishing Group Ilmu Iklim dan Atmosfer.

Para peneliti menggunakan pembelajaran mesin untuk memisahkan karakteristik dari 53 kelompok badai berdasarkan lokasi, kekuatan, dan kecepatan penyebaran. Komposit cluster kemudian dikategorikan ke dalam salah satu dari tiga “rasa” – lemah, lambat atau cepat.

Representasi grafis dari probabilitas cuaca buruk di Amerika Serikat menurut jenis kelompok badai yang mengikuti ayunan besar dalam Osilasi Madden-Julian yang bergerak melalui Samudra Pasifik. Kredit: Douglas E. Miller, Universitas Illinois Utara

Ketiga jenis meningkatkan kemungkinan peningkatan kejadian tornado dan hujan es di Amerika Serikat, tetapi rasa yang berbeda mengambil jalur yang berbeda, kata Miller, dengan kluster MJO yang menyebar lambat menawarkan “prakiraan peluang” terbaik untuk badai konvektif parah di Amerika Serikat Serikat.

“Pekerjaan kami menyoroti jalur untuk prediksi dan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana kelompok Osilasi Madden-Julian mempengaruhi frekuensi tornado dan badai es di Amerika Serikat,” kata Miller. “Meskipun bukan bagian dari penelitian ini, kami melihat dua ledakan konveksi maksimum musim semi ini. Setiap kali kami memeriksa peningkatan cuaca ekstrem di Amerika Serikat tiga hingga empat minggu kemudian.”

Penelitian sebelumnya oleh Gensini dari NIU, yang mempelopori prakiraan jangka panjang, mengidentifikasi gangguan MJO sebagai faktor yang mempengaruhi cuaca buruk di Amerika Serikat. Pada tahun 2019, ia memimpin tim ilmuwan yang mengatakan bahwa mereka telah secara akurat memperkirakan wabah tornado yang meluas di negara itu pada bulan Mei tahun itu, hampir empat minggu sebelum dimulai. Selama periode 13 hari bulan itu, 374 tornado terjadi, lebih dari tiga kali lipat rata-rata.

Gensini mengatakan mode MJO berulang seperti yang diidentifikasi dalam studi baru menunjukkan “perkiraan peluang,” memberikan prediktabilitas yang lebih baik dari potensi frekuensi cuaca buruk. Peluang seperti itu tidak selalu ada karena seringkali tidak ada pola yang dapat dikenali.

Profesor NIU Victor Gensini

“Pekerjaan baru ini membantu kami membuat katalog model cuaca yang menunjukkan prakiraan peluang ini,” kata Gensini. “Kami belajar bahwa ada beberapa rasa berbeda yang dimiliki konveksi ini dalam hal memodulasi bagaimana pola cuaca global terjadi di seluruh Amerika Serikat.”

Gangguan MJO hanya terjadi sekali atau dua kali per musim semi, sehingga ukuran sampel untuk studi baru ini terbatas, kata para penulis.

“Peringatan utama yang terkait dengan analisis ini adalah ukuran sampel,” kata Gensini. “Kami dibatasi oleh jumlah tahun dalam penelitian dan frekuensi temporal di mana siklus peristiwa MJO di musim semi Amerika Utara. Jika peristiwa MJO diperiksa selama ribuan tahun, kemungkinan akan muncul lebih dari tiga cluster. Pekerjaan di masa depan dapat fokus pada masalah ukuran sampel menggunakan simulasi model iklim, memungkinkan hasil yang lebih kuat.

Penelitian ini didanai oleh hibah untuk Gensini dari yayasan ilmu nasionaldengan sumber daya komputasi yang disediakan oleh NIU Pusat Data Komputasi dan Penelitian.

Kontak media: Tom Parisi

Tentang UNI

Northern Illinois University adalah universitas riset publik yang berpusat pada siswa yang diakui secara nasional dengan keahlian yang bermanfaat bagi wilayahnya dan menjangkau dunia dalam berbagai bidang, termasuk sains, humaniora, seni, bisnis, teknik, pendidikan, kesehatan, dan hukum. Melalui kampus utamanya di DeKalb, Illinois, dan pusat pelatihan mahasiswa dan profesional di Chicago, Naperville, Oregon, dan Rockford, NIU menawarkan lebih dari 100 bidang studi sambil melayani badan mahasiswa internasional yang beragam. .