Datengetriebenes Modell erklärt Intensivierung tropischer Wirbelstürme

Die Intensivierung tropischer Wirbelstürme stellt ein enormes Risiko dar, doch die direkte Quantifizierung ihrer Gefährdung ist aufgrund begrenzter und unvollständiger Datensätze schwierig. Um diese Lücke zu schließen, werden Modelle eingesetzt, die große Ensembles synthetischer Hurrikane erzeugen und dabei die großräumigen Umweltbedingungen des Sturms berücksichtigen.

In einer neuen Studie wurde gezeigt, dass ein 10‑Term‑Cubic-Stochastisches-Differentialgleichungsmodell für die Intensivierung von tropischen Wirbelstürmen aus Daten gelernt werden kann. Das Modell nutzt eine sorgfältig ausgewählte Reihe von Umweltmerkmalen, die nachweislich die Intensivierung steuern, und wird mit einem hochwertigen Datensatz der Hurrikanintensität (IBTrACS) sowie mit Umweltdaten aus der ERA5‑Reanalyse trainiert. Der Fokus liegt dabei auf dem Nordhalbkugelbereich.

Die daraus generierten synthetischen Intensitätsreihen reproduzieren zahlreiche Aspekte der historischen Intensivierungsstatistiken und Gefährdungsabschätzungen. Dadurch liefert das Modell ein realistisches Bild der potenziellen Gefahren, die von tropischen Wirbelstürmen ausgehen können.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass interpretierbare, physikbasierte Modelle komplexer Erdsystemdynamiken mithilfe automatisierter Systemidentifikation aus Daten gelernt werden können. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Vorhersage und das Risikomanagement von tropischen Wirbelstürmen.