Профессор Йохай Кэспи Земли Института и Планетарного Научного Отдела объясняет, что климатические зоны Земли примерно следуют за широтными группами. Штормы главным образом перемещаются во всем мире в предпочтительные регионы, названные «штормовые следы», формируясь по океану и обычно путешествуя в восточном направлении и несколько по направлению к полюсу вдоль этих путей. Таким образом шторм, который формируется в Атлантике от Восточного побережья США в широте приблизительно 40 Н, достигнет Европы в области широты 50 Н. До недавнего времени, однако, эта склонность переместиться в направлении самого близкого полюса не была действительно понята.
Доктор Тэлия Тамарин в группе Кэспи решил этот фундаментальный вопрос в ее диссертации.Kaspi: «Из существующих моделей климата можно наблюдать средние штормовые следы, но трудно доказать причину и следствие от них.
Они только показывают нам, где есть относительно больше или меньше штормов. Другой подход следует за отдельными штормами; однако, мы должны иметь дело с хаотическими, шумными системами, которые в большой степени зависят от начальных условий, означая, что никакой шторм точно не похож на другого. Talia разработал метод, который объединяет эти два подхода.
Она применила отслеживающий шторм алгоритм к упрощенным атмосферным моделям обращения, в которых тысячи штормов произведены, таким образом устранив зависимость от начальных условий. Это позволило ей понимать, как такие штормы развиваются со временем и пространство, и что управляет их движением». Даже такие упрощенные модели включают вычисления, которые требуют нескольких дней вычисления в одной из сильных компьютерных групп Института Вайцмана.В данном исследовании, чтобы понять, как движение штормов может измениться в более теплом мире, Tamarin и Kaspi применили тот же самый метод к моделированиям полной сложности предсказаний изменения климата.
Их анализ показал, что тенденция штормовых следов повернуть в направлении полюсов усиливается в более теплых условиях. Они обнаружили, что два процесса ответственны за это явление.
Каждый связан с вертикальной структурой и обращением около вершин этих погодных систем. Определенный тип потока, который необходим для них, чтобы вырасти также, регулирует штормы к полюсу, и эти потоки, как ожидают, станут более сильными, когда средние температуры повысятся.
Второй процесс связан с энергией, занятой в водяном паре во время таких штормов. В глобальном потеплении более горячий воздух будет содержать больше водяного пара, и таким образом больше энергии будет выпущено, когда пар уплотнит к снижениям. «Самый горячий, самый влажный воздух распространяет восточный фланг шторма – северной стороне – и выпускает энергию там», говорит Игрунок. «Этот процесс выдвигает шторм к северу (или на юг в южном полушарии), и этот эффект также будет более сильным в более теплом климате».
Модели изменения климата предсказывают это, если среднее глобальное повышение температур четырьмя градусами за следующие 100 лет, штормы отклонятся по направлению к полюсу от их существующих следов двумя градусами широты. Исследование, выполненное в Институте Вейцмана, показывает, что часть этого произойдет из-за механизма, который они продемонстрировали, и другая часть связана с тем, что штормы рождаются в более высокой широте в более теплом мире. «Разработанная модель Talia дает нам обоим качественную информацию о механизмах, которые регулируют штормы к полюсам, и количественный означает предсказывать, как они изменятся в будущем», говорит Кэспи. «Хотя два градуса могут не походить на много, получающееся отклонение в температуре и литься дождем, образцы будут иметь значительный эффект на зоны климата», добавляет он.