Abu Dhabi, November 22: Scientists working at NYU Abu Dhabi have developed a sophisticated new theoretical model that may lead to timelier, accurate forecasts of the central Pacific El Niño (CP El Niño), an important weather-maker.
Any El Niño is a period of warmer-than-normal sea-surface temperature in the equatorial Pacific. These anomalies, and the related air pressure fluctuations, can have teleconnections – long-distance effects – on weather far away from the region. CP El Niño events can last for years, and have been "very frequent in the last 25 years," said Andrew Majda, professor of mathematics and atmosphere/ocean science and principal investigator at NYUAD's Center for Prototype Climate Modeling (CPCM).
Majda and Nan Chen, postdoctoral researcher at NYU's Courant Institute of Mathematical Sciences, recently published a scholarly paper explaining what they have learned about the "genuine puzzle" of how a CP El Niño occurs.
CP El Nino, located far from any continental shore, is linked to severe weather around the globe including massive rainfall in the southeastern US, drought in California and Asia, and most notably the yearly Indian monsoon, which can lead to life-giving harvests but also deadly floods.
"We started with a simple computer model you can run on a laptop," said Majda "and astonishingly we started fitting what was seen in observations" from past years.
Their refined theory incorporates how changing ocean currents can move warm water around. "We found," Majda explained, "that nonlinear transport of sea-surface temperature was an important new ingredient." Other factors in the new theory are the strengthening trade winds that blow east-to-west across the Pacific, and "wind bursts", the incessant, effectively random variations in wind strength during an El Niño.
Assembling these factors, Majda said, produced a model with "a striking resemblance to the CP El Niño events from 1990-1995 and 2001-2006." This "now gives the people who make operational models a way to see what they need to … capture. Current operational models have difficulties capturing key features of the CP El Niño, just the familiar one." (eastern Pacific El Nino)
But practical precise forecasting, Majda cautioned, will demand further theoretical development, and work with "the operational community" of major labs such as the U.S. National Centers for Environmental Prediction, the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory at Princeton University, and the Indian Institute of Tropical Meteorology. "We're already working as a group," Majda said.
"You have to say 'the potential for better forecasts'," Majda added because achieving practical forecasting will still "require an effort of several years."
Ultimately, Majda said, reliable long-range forecasting of the monsoon would have "huge societal impacts, in agriculture, disaster relief, drought planning" and other fields.
جامعة نيويورك أبوظبي تقدم نموذج مناخي جديد يجسد الملامح الرئيسية لظاهرة "النينو" المناخيةأبوظبي، الإمارات العربية المتحدة - 22 نوفمبر 2016: أعلنت جامعة نيويورك أبوظبي عن قيام مجموعة من العلماء بالجامعة بتطوير نموذج نظري جديد ومتقدم يتضمن توقعات دقيقة عن توقيت بدء ظاهرة "النينو" المناخية في وسط المحيط الهادئ، والتي باتت من الظواهر الأهم في تغير المناخ العالمي.
ونشر مؤخراً كل من البروفيسور أندرو ماجدا، أستاذ الرياضيات والباحث الرئيسي في مركز محاكاة النماذج المناخية التابع لجامعة نيويورك أبوظبي، ونان شين، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد كورانت للعلوم الرياضية التابع لجامعة نيويورك أبوظبي، ورقة علمية تقدم شرحاً مفصلاً عن اللغز الحقيقي حول حدوث ظاهرة "النينو" المناخية.
وتعتبر ظاهرة "النينو" المناخية من حالات الشذوذ المناخي التي يشهد خلالها سطح البحر في المنطقة الاستوائية للمحيط الهادئ ارتفاعاً في درجات الحرارة عن المعدل الطبيعي، الأمر الذي يزيد من تقلبات ضغط الهواء وارتفاع منسوب المياه ويؤثر على المناخ العام عبر مسافات شاسعة، وهي ظاهرة يمكن أن تمتد لسنوات وزاد معدل تكررها خلال الخمس وعشرين عاما الماضية، وفقاً للبروفيسور أندرو ماجدا.
وفي تعليق له على نتائج عملية البحث وإطلاق النموذج الخاص بالكشف عن ظاهرة "النينو"، قال البروفيسور أندرو ماجدا: "لقد بدأنا النموذج النظري بشكل بسيط وقمنا بإضافة كافة المعلومات التي حصلنا عليها من خلال عمليات الرصد في السنوات الماضية، ووجدنا بأن عملية الانتقال غير الخطي لدرجة حرارة سطح البحر يمثل عنصراً مهماً للغاية، وذلك بالإضافة إلى الرياح الضاربة والمستمرة التي تؤثر بشكل مباشر على حركة الرياح العشوائية خلال ظاهرة النينو"".
ومع تضمين جميع هذه العوامل، أطلق البروفيسور ماجدا نموذج يمثل محاكاة واضحاً لظاهرة "النينو" والتي حدثت خلال الأعوام 1990-1995 و2001-2006، حيث يقدم هذا النموذج للجميع وسيلة لمعرفة ما يحتاجونه عن الظاهرة، فالنماذج التشغيلية الحالية تمتلك عدداً من الصعوبات في تجميع الملامح الرئيسية للظاهرة باستثناء النماذج الشهيرة فقط.
كما حذر ماجدا بأن التنبؤ العملي الدقيق يتطلب المزيد من التطوير على النموذج الحالي مع زيادة متطلبات التعاون مع المجتمعات التشغيلية والمراكز العالمية الرئيسية، مثل المراكز الأمريكية الوطنية للتنبؤات المناخية، ومختبر ديناميكيات السوائل الجيوفيزيائية في جامعة برينستون والمعهد الهندي للأرصاد الجوية الاستوائية.
وأشار ماجدا إلى إمكانية تحقيق تنبؤات علمية حقيقية لظاهرة "النينو"، الأمر الذي يتطلب جهوداً حثيثة ولسنوات عدة، كما أن التنبؤات الموثقة وطويلة المدى على الرياح الموسمية تحمل آثاراً اجتماعية ضخمة لا سيما في مجال الزراعة وتجهيزات الإغاثة في حالات الكوارث والتخطيط للجفاف وغيرها الكثير من المجالات.
