Tüm atmosfer veri seti iklim modellerine ve uzay hava durumu tahminlerine fayda sağlayabilir

Tokyo Üniversitesi’ndeki araştırmacıların liderliğindeki bir ekip, tüm atmosferin bir veri kümesini oluşturarak daha önce çalışılması zor olan bölgelerde yeni araştırmaların yapılmasına olanak sağladı. Çalışma şu tarihte yayınlandı: Dünya ve Gezegen Biliminde İlerleme.

adı verilen yeni bir veri asimilasyon sistemi kullanma JAGUAR-DASSayısal modellemeyi gözlemsel verilerle birleştiren ekip, atmosferin çeşitli düzeylerini yer seviyesinden uzayın alt kenarlarına kadar kapsayan yaklaşık 20 yıllık bir veri seti oluşturdu.

Bu katmanların etkileşimlerini dikey olarak ve dünya çapında inceleyebilmek, iklim modellemesini ve mevsimsel hava tahminlerini geliştirebilir. Ayrıca atmosfer bilimcileri ve uzay bilimcileri arasında, uzay ile atmosferimiz arasındaki etkileşimi ve bunun bizi Dünya’da nasıl etkilediğini araştırmak için disiplinler arası araştırma potansiyeli de mevcut.

Hava durumu hakkında ve bir şeyler ters gittiğinde hava durumu tahmincileri hakkında şikayet etmek çoğu kişi için popüler bir eğlencedir. Ancak bir meteorologun işi kolay değil. Atmosfer çok katmanlı, birbirine bağlı ve karmaşıktır ve küresel iklim değişikliği, hem uzun vadeli hem de ani aşırı hava olaylarını tahmin etmeyi daha da zorlaştırmaktadır.

Artan bu zorlukların üstesinden gelmeye yardımcı olmak için araştırmacılar tüm atmosferin bir veri kümesini oluşturdular.

Eylül 2004’ten Aralık 2023’e kadar, yer seviyesinden uzayın alt kenarına, Dünya yüzeyinden yaklaşık 110 kilometre yüksekliğe kadar atmosferin birçok seviyesini kapsıyor.

Yaklaşık 50 km ila 110 km arasındaki bölge (kesin aralıklar farklılık gösterse de) özellikle ilgi çekicidir, çünkü bu bölge daha önce “cahil küre” olarak adlandırıldığı için üzerinde çalışılması çok zor olduğu biliniyor. Bu bölgenin uydular için çok alçak ve hava balonları için çok yüksek olması, veri ve dolayısıyla araştırma eksikliğine neden oluyor.

Ancak burası, rüzgarı ve sıcaklığı etkileyen geniş küresel atmosferik gelgitler ve küçük ölçekli yerçekimi dalgaları ile karakterize edilen büyüleyici bir alandır. Uzay hava olaylarının etkisinin yoğunluğunda da önemli bir rol oynar.

“JAWARA (JAGUAR-DAS Tam Nötr Atmosfer Yeniden Analizi) veri seti, ilk kez atmosferik genel dolaşımı ve mezosferik katmandaki (yukarıda yer alan) dalgaların ve girdapların hiyerarşik yapısını niceliksel olarak anlamayı mümkün kılan güçlü bir araştırma aracıdır. stratosfer ve Dünya yüzeyinden yaklaşık 50-90 km yukarıda) ve alt termosferik katman (Dünya yüzeyinden yaklaşık 90-110 km yukarıda) Tokyo Üniversitesi’nden Profesör Kaoru Sato, “cahil küre de dahil olmak üzere atmosfer” diye açıkladı.

“Bu katmanları daha iyi anlayabilirsek, iklim değişikliğine tepki verme yeteneğimizi geliştirebilir, mevsimsel tahminlerin ön süresini uzatabilir ve uzaydaki hava durumu olaylarını anlama yeteneğimizi geliştirebiliriz.”

Ekip, Sato liderliğindeki uluslararası bir projenin parçası olarak yeni JAGUAR-DAS yüksek hızlı veri asimilasyon sistemini geliştirdi.

Sistem, gözlem verilerini sayısal bir modele entegre ediyor ve bu model, daha sonra atmosferik koşullar hakkında veri üretebiliyor. Ortaya çıkan ve JAWARA adı verilen veri seti, atmosferin genel dolaşımının ve hiyerarşik yapısının detaylı analizini yapmayı mümkün kılıyor.

Sato, “Uzayın alt kenarına kadar uzanan atmosferik genel dolaşım modelleri, bizimki de dahil olmak üzere dünya çapında yalnızca sınırlı sayıda araştırma kurumu tarafından geliştirildi” dedi.

“Son araştırmalar, aşırı stratosferik olayların en azından üst mezosferde başlayabileceğini gösteriyor. Bu nedenle, mezosferdeki ve alt termosferdeki olayların niceliksel olarak aydınlatılması, hava tahmini için son derece önemlidir.”

Veri seti artık herkese açık ve ekip bunu büyük ölçekli dolaşımı ve atmosferdeki hiyerarşik yapının yanı sıra dikey ve yarımküreler arası (yani Kuzey ve Güney yarımküre arasındaki) bağlantıları incelemek için kullanmayı planlıyor.

Ayrıca atmosfer ve uzay, özellikle mezosfer (en yüksek bulutların oluştuğu yer) ve iyonosfer (termosferin içinde yer alan ve birçok uydunun bulunduğu Dünya yüzeyinin yaklaşık 60-300 km yukarısında yer alan) arasındaki etkileşimleri incelemek için uzay bilimcileriyle işbirliği içinde çalışmayı umuyorlar. dayanmaktadır).