Var det klimaforandringer? Kæder ekstremt vejr med global opvarmning

Efter en usædvanlig intens hedebølge, regnskyl eller tørke, Noah Diffenbaugh og hans forskergruppe modtager uundgåeligt telefonopkald og e-mails, der spørger, om menneskeskabte klimaændringer spillede en rolle.

"Spørgsmålet stilles af offentligheden og af folk, der forsøger at træffe beslutninger om, hvordan de skal håndtere risiciene ved et forandret klima, "sagde Diffenbaugh, professor i jordsystemvidenskab ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab. "At få et præcist svar er vigtigt for alt fra landbrug til forsikringspræmier, til internationale forsyningskæder, til infrastrukturplanlægning. "

I fortiden, forskere undgik typisk at koble individuelle vejrhændelser til klimaændringer, med henvisning til udfordringerne ved at drille menneskelig indflydelse fra den naturlige variation i vejret. Men det ændrer sig.

"I løbet af det sidste årti der har været en eksplosion af forskning, til det punkt, at vi ser resultater frigivet inden for et par uger efter en større begivenhed, "sagde Diffenbaugh, som også er Kimmelman Family Senior Fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment.

I en ny undersøgelse, offentliggjort i denne uges udgave af Procedurer fra National Academy of Sciences , Diffenbaugh og en gruppe nuværende og tidligere Stanford-kolleger skitserer en fire-trins "ramme" for at teste, om global opvarmning har bidraget til rekordstærke vejrhændelser. Det nye papir er det seneste inden for et spirende område inden for klimavidenskab kaldet "ekstrem hændelsesattribution, "som kombinerer statistiske analyser af klimaobservationer med stadig mere kraftfulde computermodeller for at studere klimaændringernes indflydelse på individuelle ekstreme vejrhændelser.

Klimaændringer fingeraftryk

For at undgå uhensigtsmæssig tilskrivning af en begivenhed til klimaændringer, forfatterne begyndte med antagelsen om, at global opvarmning ikke havde spillet nogen rolle, og brugte derefter statistiske analyser til at teste, om denne antagelse var gyldig. "Vores tilgang er meget konservativ, "Sagde Diffenbaugh." Det er som formodningen om uskyld i vores retssystem:Standarden er, at vejrhændelsen bare var uheld, og en virkelig høj bevisbyrde er nødvendig for at tildele skylden til den globale opvarmning. "

Forfatterne anvendte deres rammer til de hotteste, de vådeste og tørreste begivenheder, der er sket i forskellige områder af verden. De fandt ud af, at global opvarmning fra menneskelige emissioner af drivhusgasser har øget oddsen for de hotteste hændelser på tværs af mere end 80 procent af jordens overfladeareal, hvortil der var tilgængelige observationer. "Vores resultater tyder på, at verden ikke er helt på det punkt, hvor hver rekordvarm begivenhed har et påviseligt menneskeligt fingeraftryk, men vi nærmer os "Sagde Diffenbaugh.

Til de tørreste og vådeste begivenheder, forfatterne fandt ud af, at menneskelig indflydelse på atmosfæren har øget oddsene på tværs af cirka halvdelen af ​​det område, der har pålidelige observationer. "Nedbør er i sagens natur mere støjende end temperatur, så vi forventer, at signalet er mindre klart, "Sagde Diffenbaugh." Et af de tydeligste signaler, som vi ser, er en stigning i oddsen for ekstreme tørre hændelser i troperne. Det er også her, vi ser den største stigning i odds for langvarige varme begivenheder - en kombination, der udgør reelle risici for sårbare samfund og økosystemer. "

Stanford -forskerholdet, som omfatter en række tidligere studerende og postdocs, der er uddannet til stillinger på andre universiteter, har udviklet deres ekstreme begivenhedsrammer i de seneste år, med fokus på individuelle begivenheder såsom tørken i Californien 2012-2017 og de katastrofale oversvømmelser i det nordlige Indien i juni 2013. I den nye undersøgelse, et stort mål var at teste deres rammers evne til at evaluere begivenheder i flere regioner i verden, og at strække sig ud over ekstrem temperatur og nedbør, som har været vægten i de fleste hændelsesattributionsstudier.

Test tilfælde

Et højt profileret test tilfælde var arktisk havis, som er faldet med omkring 40 procent i sommersæsonen i løbet af de sidste tre årtier. Da teamet anvendte deres ramme på det rekordlange arktiske havisdække, der blev observeret i september 2012, de fandt overvældende statistiske beviser for, at global opvarmning bidrog til sværhedsgraden og sandsynligheden for målingerne af havis i 2012. "Tendensen i Arktis har været virkelig stejl, og vores resultater viser, at det ville have været ekstremt usandsynligt at opnå det rekordlange havisudstrækning uden global opvarmning, "Sagde Diffenbaugh.

En anden styrke ved en flerstrenget tilgang, holdet siger, er, at den kan bruges til at studere ikke kun vejrforholdene på overfladen, men også de meteorologiske ”ingredienser”, der bidrager til sjældne begivenheder. "For eksempel, vi fandt ud af, at det atmosfæriske trykmønster, der opstod over Rusland under hedebølgen i 2010, er blevet mere sandsynligt i de seneste årtier, og at global opvarmning har bidraget til disse odds, "sagde medforfatter Daniel Horton, en adjunkt ved Northwestern University i Evanston, Illinois, og en tidligere postdoc i Diffenbaughs laboratorium, der har ledet forskning i påvirkning af atmosfæriske trykmønstre på ekstreme overfladetemperaturer. "Hvis oddsene for en individuel ingrediens ændrer sig - som trykmønstre, der fører til hedebølger - sætter det en tommelfinger på vægten for den ekstreme begivenhed."

Diffenbaugh ser kravet om strenge, kvantitativ begivenhedstilskrivning vokser i de kommende år. "Når man ser på de historiske data, der er ingen tvivl om, at global opvarmning sker, og at ekstremer stiger i mange områder af verden, "sagde han." Folk træffer mange beslutninger - på kort og lang sigt - der afhænger af vejret, så det giver mening, at de vil vide, om global opvarmning gør rekordhændelser mere sandsynlige. Som forskere, vi vil sikre os, at de har nøjagtige, objektiv, gennemsigtige oplysninger at arbejde med, når de træffer disse beslutninger. "