Les fameuses tempêtes de pluie tropicales intenses le long de l'équateur terrestre se produisent à des milliers de kilomètres des États-Unis. Mais les scientifiques de l'atmosphère savent que, comme des ondulations dans un étang, le temps tropical crée de puissantes vagues dans l'atmosphère qui se propagent jusqu'en Amérique du Nord et ont des impacts majeurs sur la météo aux États-Unis.

Ces lointains, les processus météorologiques interconnectés sont essentiels pour améliorer, prévisions météorologiques à plus long terme que ce qui est actuellement possible. Les scientifiques de l'atmosphère de l'Université d'État du Colorado, dirigé par les professeurs Libby Barnes et Eric Maloney, sont à pied d'œuvre pour relever ces défis de prévision à plus long terme.

Dans un nouveau papier en npj Science du climat et de l'atmosphère , les chercheurs du CSU décrivent une percée dans la réalisation de prévisions précises des semaines météorologiques à venir. Ils ont créé un modèle empirique alimenté par une analyse minutieuse de 37 ans de données météorologiques historiques. Leur modèle se concentre sur la relation entre deux modèles météorologiques mondiaux bien connus :l'oscillation de Madden-Julian et l'oscillation quasi-biennale.

Selon l'étude, dirigé par l'ancien chercheur diplômé Bryan Mundhenk, le modèle, en utilisant ces deux phénomènes, permet une prédiction habile du comportement des grandes pluies torrentielles, appelées rivières atmosphériques, trois et jusqu'à cinq semaines à l'avance.

"C 'est impressionnant, considérant que les modèles météorologiques numériques de pointe actuels, tels que le Global Forecast System de NOA, ou le modèle opérationnel du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme, ne sont habiles qu'une à deux semaines à l'avance, " déclare Cory Baggett, co-auteur de l'article, chercheur postdoctoral dans les laboratoires Barnes et Maloney.

L'objectif principal des chercheurs est d'améliorer les capacités de prévision dans le no man's land délicat des échelles de temps "sous-saisonnières à saisonnières":environ trois semaines à trois mois. Des capacités prédictives qui, bien à l'avance, pourraient sauver des vies et des moyens de subsistance, du déclenchement d'alarmes en cas d'inondations et de coulées de boue à la préparation des agriculteurs aux longues saisons sèches. Barnes dirige également un groupe de travail fédéral de la NOAA pour améliorer les prévisions sous-saisonnières à saisonnières, dans le but d'affiner les prévisions d'ouragans, vagues de chaleur, le vortex polaire et plus encore.

Les rivières atmosphériques ne sont pas du tout des rivières

Les rivières atmosphériques ne sont pas de véritables cours d'eau, mais "des rivières dans le ciel, " selon les chercheurs. Ce sont des panaches intenses de vapeur d'eau qui provoquent des précipitations extrêmes, des panaches si gros qu'ils ressemblent à des rivières sur les images satellites. Ces « rivières » sont responsables de plus de la moitié des précipitations dans l'ouest des États-Unis.

L'oscillation de Madden-Julian est un groupe d'orages qui se déplacent vers l'est le long de l'équateur sur 30 à 60 jours. L'emplacement de l'oscillation détermine où se formeront les ondes atmosphériques, et leur impact éventuel sur, disons, Californie. Dans des travaux antérieurs, les chercheurs ont découvert des étapes clés de l'oscillation de Madden-Julian qui affectent le temps lointain, y compris les rivières atmosphériques.

Au-dessus de l'oscillation de Madden-Julian se trouve un modèle de vent très prévisible appelé oscillation quasi biennale. Sur des périodes de deux à trois ans, les vents tournent à l'est, à l'ouest et à nouveau à l'est, et ne s'écartent presque jamais. Ce modèle affecte directement l'oscillation de Madden-Julian, et affecte ainsi indirectement la météo jusqu'en Californie et au-delà.

Le QBO compte

Les chercheurs du CSU ont créé un modèle qui peut prédire avec précision l'activité des rivières atmosphériques dans l'ouest des États-Unis dans trois semaines. Ses entrées comprennent l'état actuel de l'oscillation de Madden-Julian et l'oscillation quasi-biennale. À l'aide d'informations sur le comportement antérieur des rivières atmosphériques en réponse à ces oscillations, ils ont découvert que l'oscillation quasi biennale compte - beaucoup.

Armés de leur modèle, les chercheurs veulent identifier et comprendre les lacunes des modèles météorologiques numériques de pointe qui les empêchent de prédire le temps à ces échelles de temps sous-saisonnières.

"Il serait intéressant de développer une bonne compréhension de la relation physique entre l'oscillation de Madden-Julian et l'oscillation quasi biennale, et voir ce qui peut être fait pour améliorer la simulation des modèles de cette relation, " a déclaré Mundhenk.

Une autre extension logique de leur travail serait de tester dans quelle mesure leur modèle peut prévoir les précipitations et le vent réels ou d'autres phénomènes météorologiques violents, comme les tornades et la grêle.