Understanding convective storms and their perils in the current and future climate (TEMPEST) 

Scopul proiectului de cercetare TEMPEST (Studiul furtunilor convective și pericolelor asociate acestora în climatul actual și viitor) a fost acela de a îmbunatați cunoștințele actuale despre furtunile convective severe din Europa luând în considerare riscul, impactul și predictibilitatea acestora. Proiectul a fost împărțit în trei etape. În continuare pentru fiecare dintre aceste etape de lucru sunt prezentate obiectivele prevăzute și gradul de realizare al acestora, rezultatele obținute în rezumat, indicatorii de rezultat realizat și impactul estimat al rezultatelor obținute.

Etapa 1 (15 septembrie – 31 decembrie 2020)

Obiectiv prevăzut: Climatologia furtunilor convective severe din Europa.

Gradul de realizare: Obiectivele primei etape au fost îndeplinite în totalitate.

Rezultatele obținute (prezentate în rezumat, iar extins în secțiunea1.1): Au fost catalogate surse privind raportările de fenomene meteorologice severe din Europa pornind de la setul de date furnizat de Laboratorul European de Furtuni Severe (ESSL, European Severe Storms Laboratory) prin intermediul platformei European Severe Weather Database (ESWD). Pentru a extinde în timp (i.e., înainte 1900) și spațiu (i.e., Europa de Est și în particular România) datele furnizate de ESSL, au fost incluse date rezultate din analiza regională a surselor care conțin raportări privind fenomenele severe. Astfel au fost extrase informații din arhiva digitală a trei ziare publicate între 1885–1900. De asemenea, pentru furtunile asociate cu descărcări electrice care au produs pagube a fost adăugat în baza de date un set de date furnizate de Institutul Național de Sănătate Publică privind mortalitatea la trăsnete în România între 1999 și 2015. (2) A fost dezvoltată o bază de date pan-Europeană multi-hazard a furtunilor convective severe pornind de la surse identificate în (1). Baza de date a fost utilizată ulterior în următoarele etape de lucru ale proiectului.

Indicatori de rezultat realizat: Rezultatele obținute în cadrul acestei etape(secțiunea 1.1) au fost prezentate în cadrul unei lecții invitate (Antonescu, 2020)în cadrul unui workshop-ul internațional.

Impactul estimat al rezultatelor obținute: Baza de date pan-Europeană privind fenomenele meteorologice severe poate fi utilizată mai departe de cercetători pentru analiza diferitelor aspecte ale climatologiei fenomenelor severe dar și de factorii de decizie pentru dezvoltarea unor programe de reducere a impactului fenomenelor meteorologice severe.

 

Etapa 2 (1 ianuarie–31 decembrie 2021)

Obiectiv prevăzut: Identificarea mediilor în care se dezvoltă furtunile convective severe și analiza impactul acestora. 

Gradul de realizare: Obiectivele celei de a doua etape au fost îndepliniteîn totalitate.

Rezultatele obținute (prezentate în rezumat, iar extins în secțiunea 1.2): (1) A fost realizată o bază de date pentru sondajele aerologice lansate din Europa în perioada 1980–2020. Această bază de date a fost folosită pentru a realiza o climatologie pentru 65 de parametri calculați pe baza sondajelor aerologice. Acești parametri sunt relevanți pentru înțelegerea condițiilor meteorologice în care se dezvoltă fenomenele severe. Totodată au fost analizate și sondajele prelevate în apropierea fenomenelor meteorologice severe din regiunea orașului București. De asemenea, pentru această regiune a fost realizat un studiu climatologic privind apariția diferitelor tipuri de nori, inclusiv cei asociați cu fenomene meteorologice extreme. (2) A fost dezvoltată o aplicație web pentru vizualizarea climatologiei parametrilor calculați pe baza sondajelor aerologice. Această aplicație web poate fi accesată la adresa https://bogdansapps.shinyapps.io/soundings. (3) A fost construit un model ierarhic Bayesian pentru a corecta în funcție de densitatea populației distribuția fenomenelor severe din Europa. A fost considerat cazul particular al tornadelor din Europa în perioada (2006--2020). (4) A fost analizat impactul fenomenelor severe din Europa. A fost considerat cazul particular al valurilor de căldura, unul dintre fenomenele severe cu cel mai mare impact la nivel European. (5) A fost dezvoltat un indice pentru vulnerabilitatea socială la fenomene meteorologice extreme. A fost analizat cazul vulnerabilității la trăsnete pentru România la nivel de județ.

Indicatori de rezultat realizat: Rezultatele au fost publicate în trei articole științifice (secțiunea 2): (i)Săftoiu et al. (2021) în revista Romanian Reports in Physics (Q3), (ii)Pîrloagă et al. (2021) în revista Applied Sciences (Q2) și Antonescu et al. (2021) în revista International Journal of Climatology (Q2). Rezultatele au de asemenea prezentate în cadrul unei conferințe internaționale (secțiunea 3):Pîrlogă et al. (2021) și în cadrul a trei seminarii invitate: (i) Global Change Seminar Series, Universitatea din Edinburgh, Marea Britanie, (ii) Infoclima Press Club și (iii) Universitatea Babeș-Bolyai în cooperarea cu InfoClima. A fost publicat un articol popularizare (secțiunea 3.3): Antonescu (2021) și au fost acordate o serie de interviuri pentru mass-media (secțiunea 3.4).

Impactul estimat al rezultatelor obținute:Rezultatele obținute în cadrul acestei etape de lucru pot fi utilizate de cercetători/meteorologi pentru a identifica mediile în care se dezvoltă furtunile care produc fenomene severe și de meteorologii pentru generarea de climatologii utilizând aplicația web pentru obținerea unui context pentru sondajele curente (aplicații în meteorologia operațională). Rezultatele obținute sunt relevante pentru analiza impactului fenomenelor meteorologice severe (inclusiv valuri de căldură) în climatul actual dar și în contextul schimbărilor climatice. Pentru prima dată a fost evaluat stresul termic (asociat temperaturilor extreme și valurilor de căldură) din perspectivă pan-Europeană. Rezultatele obținute în acest studiu oferă informații detaliate pentru factorii de decizie cu privire la schimbările stresului termic pentru diferite regiuni și orașe din Europa. Aceste rezultate servesc ca punct de plecare pentru dezvoltarea strategiilor de reducere a impactului stresului termic și valurilor de căldură din Europa. În plus, acest studiu poate fi folosit ca o bioclimatologie de bază pentru a înțelege modificările stresului termic datorate schimbărilor climatice.

 

Etapa 3 (1 ianuarie–14 septembrie 2022)

Obiectiv prevăzut: Prognoza sezonieră a furtunilor convective severe.

Gradul de realizare: Obiectivele celei de a doua etape au fost îndeplinite în totalitate.

Rezultatele obținute (rezumat, extins în secțiunea 1.3): Au fost abordate două direcții pentru dezvoltarea unui indice empiric care să permite prognoza lunară (e.g., pe termen lung) a fenomenelor meteorologice severe asociate furtunilor convective. Dintre fenomenele asociate furtunilor convective au fost selectate cele care au produs descărcări electrice. Pentru prima direcție a fost dezvoltat și testat un parametru pentru prognoza descărcărilor electrice. Pentru cea de a doua etapă a fost dezvoltat și testat un indice care permite estimare numărului de descărcări electric pentru o anumită regiune.

Indicatori de rezultat realizat: Rezultatele au fost publicate în două articole științifice (secțiunea 2): (i)Pîrloagă et al. (2022) în revista Atmosphere (Q2) și (ii) Antonescu et al. (2022) în revista International Journal of Climatology (Q2, trimis spre publicare). Rezultatele au de asemenea prezentate în cadrul a cinci conferințe internaționale (secțiunea 3.1): Antonescu (2022), Marin et al. (2022), Pîrloagă et al. (2022) și Săftoiu et al. (2022a,b) și în cadrul a două seminarii invitate(secțiunea 3.2): (i) Serile Climei IV și (ii) Curs de mediu pentru jurnaliști. Au fost publicate două articole de popularizare (secțiunea 3.3): Antonescu (2022) și au fost acordare o serie de interviuri pentru mass-media (secțiunea 3.4).

Impactul estimat al rezultatelor obținute:Cei doi indici pentru prognoza descărcărilor electrice pot fi utilizați atât în activitățile operaționale de prognoză cât și pentru a studia impactul schimbărilor climatice asupra furtunilor severe care produc descărcări electrice. Cele două studii realizate în cadrul acestei etape au de asemenea un impact semnificativ. (1) Studiul privind caracteristicile norilor (inclusiv ale norilor convectiv are produc fenomene meteorologice severe) utilizând instrumente de teledetecție de ultimă generație reprezintă un studiu de bază pentru viitoare cercetări (i) privind proprietățile macrofizice și microfizice ale norilor convectivi care produc fenomene meteorologice extreme, (ii) privind proprietățile radiative ale norilor și (iii) pentru calibrarea și validarea produselor (privind proprietăților norilor) furnizate de viitoarele misiuni spațiale. (2) Studiul schimbarea caracteristicilor valurilor de căldură în viitorul apropiat (i) crește gradului de conștientizare privind valurile de căldură din România și impactul viitor al acestora și (ii) informează acțiunile ulterioare ale factorilor de decizie pentru reducereaimpactul acestor fenomene meteorologice extreme.

Diseminarea rezultatelor cercetării

1. Articole publicate(5 articole)

  • Antonescu, B., Mărmureanu, L., Vasilescu, J., Marin, C., Andrei, S., Boldeanu, M., Ene, D., Ţilea, A., 2021: A 41-year bioclimatology of thermal stress in Europe. International Journal of Climatology, 41, 3934–3952.
  • Antonescu, B., Ene, D., Boldeanu, M., Andrei, S. Mărmureanu, L., Marin, C., and Pîrloagă, R., 2022: Future changes in heatwave characteristics in Romania. Meteorological Applications, trimis spre publicare.
  • Pîrloagă, R., Ene, D., and Antonescu, B., 2021: Population Bias on Tornado Reports in Europe. Applied Sciences, 11, 11485.
  • Pîrloagă, R., Ene, D., Boldeanu, M., Antonescu, B., O’Connor, E., and Ștefan, S., 2022: Ground-based measurements of clouds properties at the Bucharest-Măgurele Cloudnet station: First results. Atmosphere, Atmosphere 13 (2022).
  • Săftoiu (Golea), G.L., Ștefan, S., Antonescu, B., Iorga, G., and Belegante, L., 2021: Characteristics of stratocumulus clouds over the Magurele Center for Atmosphere and Radiation Studies. Romanian Reports in Physics, 74, 705.

2. Conferințe (6 prezentări)

  • Antonescu, B., 2022: Determinarea caracteristicilor microfizice ale norilor folosind sinergia dintre instrumentele de teledetecție activă și pasivă. Abordări moderne ale feedbackului între procesele de mediu și schimbările climatice, 6–9 iulie, Galați, România. (prezentare orală, prezentare invitată)
  • Marin, C., Mărmureanu, L., Antonescu, B. and Vasilescu, J., 2022: Air pollution and the impact of temperature inversions in Bucharest, Romania. 11th International Aerosol Conference, 4–9 septembrie, Atena, Grecia. (prezentare poster)
  • Pîrloagă, R., Țoancă, F., Andrei, S., Marin, C., Ene, D., Antonescu, B. and Nicolae, D., 2021: The characteristics of planetary boundary layer over Măgurele, Romania investigated using a synergy between Doppler wind lidar, cloud radar, and radiometer. European Lidar Conference, 16–18 noiembrie, Granada, Spain. (prezentare orală)
  • Pîrloagă, R., Antonescu, B., Ene, D., Țoancă, F., and Adam, M., 2022: Macrophysical and microphysical properties of clouds over Bucharest–Măgurele, Romania. 1st ACTRIS Science Conference, 11–13 mai, online. (prezentare poster)
  • Saftoiu, L., Ștefan, S., Antonescu, B., Iorga, G. and Hrișcan, T., 2022a: Cloud classification and characteristics analysis of stratocumulus clouds over Bucharest-Măgurele. European Geoscience Union General Assembly, 23–27 mai, Viena, Austria.(prezentare orală)
  • Săftoiu, L, Pîrloagă, R., Ștefan, S., Iorga, G., Antonescu, B., 2022b: Vertical assessment of characteristics of medium thick clouds over Bucharest Măgurele, Romania. 10th Annual International Conference on Physics, 18–21 iulie 2022, Athens, Greece.(prezentare orală)

3. Seminarii (5 prezentări)

  • Seminar pentru Global Change Seminar Series, Universitatea din Edinburgh, Marea Britanie despre „Tornadoes in Europe: History, climatology, and impact”, Antonescu, B. (3 noiembrie 2021).
  • Seminar pentru (întâlnire cu jurnaliștii) pentru Guerrilla Verde și Infoclima Press Club despre „Extreme meteorological phenomena: Impact and strategies for resilience”, Antonescu, B. (3 noiembrie 2021).
  • Seminar pentru Universitatea Babeș-Bolyai în cooperarea cu InfoClima despre „Schimbările climatice si fenomenele meteorologice extreme” parte a “Cercetarea în dialog cu societatea - Cum comunicăm știința?”, Antonescu, B. (23 septembrie 2021).
  • Seminar pentru Serile Climei IV despre “Schimbările climatice și fenomenele meteo severe”, Antonescu, B. (10 februarie 2022).
  • Seminar pentru “Curs de mediu pentru jurnaliști“ organizat de Infoclima despre „Valurile de căldură din perspectiva IPCC”, Antonescu, B. (13 aprilie 2022).

4. Articole de popularizare a științei (4 articole)

  • Antonescu, B. – „Tornadele din România”. Știință și Tehnică, 109, octombrie 2021.
  • Antonescu, B. – „Cum influențează schimbările climatice fenomenele meteorologice extreme”. Infoclima.ro, 7 octombrie 2021.
  • Antonescu, B. – „Furtunile cu grindină și schimbările climatice - coincidență sau cauzalitate”. Infoclima.ro, 9 iunie 2022.
  • Antonescu, B. – „Valurile de căldură - Cum facem față acestui risc major”. Infoclima.ro, 22 iunie 2022.

5. Apariții în mass-media (peste 50 de apariții de-a lungul proiectului)

Interviuri, utilizând expertiza dobândită în cadrul proiectului, despre fenomenele meteorologice severe și impactul acestora pentru: Digi24, „Planeta ești tu” (Digi24), RFI „Planeta Verde”, TVR2 „E vremea ta”, Realitatea Plus „Săptămâna de vreme”, Radio România Cultural, Gândul Green, Pro TV, Kanal D, Antena 3, Prima TV, Formula AS.