Monsunstorme færre, men mere ekstreme

Monsunsæsonen bringer nu mere ekstrem vind og regn til det centrale og sydvestlige Arizona end tidligere, ifølge ny forskning ledet af University of Arizona.

Selvom der nu er færre storme, de største monsun-tordenvejr bringer kraftigere regn og stærkere vinde end monsunstormene for 60 år siden, rapporterer forskerne.

"Monsunen er den største alvorlige vejrtrussel i Arizona. Støvstorme, vind, lynoversvømmelser, mikroudbrud - det er de ting, der er umiddelbare farer for liv og ejendom, "sagde medforfatter Christopher Castro, en UA-lektor i hydrologi og atmosfæriske videnskaber.

Forskerne sammenlignede nedbørsrekorder fra 1950-1970 med dem fra 1991-2010 for Arizona. De brugte også disse optegnelser til at verificere, at deres klimamodel genererede realistiske resultater.

"Dette er en af ​​de første undersøgelser, der ser på langsigtede ændringer i monsunnedbør, " sagde Castro. "Vi dokumenterede, at stigningerne i ekstrem nedbør er geografisk fokuseret syd og vest for Mogollon-kanten - og det inkluderer Phoenix."

Området Arizona med mere ekstreme storme omfatter Bullhead City, Kingman, hovedstadsområdet Phoenix, Colorado River-dalen og Arizonas lave ørkener, herunder byerne Casa Grande, Gila Bend, Ajo, Lukeville og Yuma.

Tohono O'odham-reservatet, Luke Air Force Base, Barry Goldwater Air Force Range og Yuma Proving Ground er også i regionen med mere ekstremt monsunvejr.

Tucson er lige uden for zonen med mere ekstreme storme.

At have mindre hyppige, men mere intense storme er i overensstemmelse med, hvad der forventes i hele verden på grund af klimaændringer, sagde Castro.

"Vores arbejde viser, at det bestemt gælder for monsunen i Arizona, " han sagde.

Da forskerne sammenlignede resultaterne fra klima- og vejrmodeller med de faktiske observationer, modellen med en opløsning på mindre end 1,5 miles gengav præcist nedbørsdataene. Det gjorde modellerne med opløsninger på 10 miles eller mere ikke.

"Du kan bare ikke stole på, at grovere simuleringer repræsenterer ændringer i hårdt vejr. Du skal bruge højopløsningsmodellen, " sagde Castro.

Første forfatter Thang M. Luong udførte forskningen som en del af sit doktorgradsarbejde ved UA. Han er nu postdoc-forsker ved King Abdullah University of Science and Technology i Thuwal, Saudi Arabien.

Papiret, "Den mere ekstreme karakter af nordamerikansk monsunnedbør i det sydvestlige USA som afsløret af en historisk klimatologi af simulerede alvorlige vejrbegivenheder, "af Luong, Castro, Hsin-I Chang og Timothy Lahmers fra UA Department of Hydrology and Atmospheric Sciences og David K. Adams og Carlos A. Ochoa-Moya fra Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., blev offentliggjort 3. juli i den tidlige online-udgave af Journal of Applied Meteorology and Climatology .

Det amerikanske forsvarsministeriums strategiske miljøforsknings- og udviklingsprogram og Universidad Nacional Autónoma de México PAPIIT finansierede forskningen.

Forskerne ønskede at identificere risici fra ekstremt vejr i den varme sæson, især dem til Department of Defense installationer i det amerikanske sydvest.

Eksisterende globale og regionale klimaændringsmodeller repræsenterer ikke den nordamerikanske monsun godt i hverken sæsonmæssige prognoser eller klimafremskrivninger, skrev forskerholdet.

Ser man på den gennemsnitlige nedbør over hele monsunsæsonen, viser det ikke, om monsunstormene bliver mere alvorlige nu sammenlignet med for 60 år siden, sagde Castro.

Derfor Luong, Castro og deres kolleger ledte efter ekstreme nedbørshændelser i 1950-1970 sammenlignet med 1991-2010. Den gennemsnitlige nedbør var omtrent den samme, men 1991-2011 havde flere storme med meget kraftig regn.

"Hvad der foregår i ændringerne til ekstremerne er meget forskelligt fra hvad der foregår i ændringerne til middelværdien, " sagde Castro. "Store storme, kraftige oversvømmelser – vi fandt ud af, at de typer ekstreme nedbørshændelser bliver mere intense og bliver mere intense nedad mod bjergkæderne."

Holdet testede en almindelig computermodel af atmosfæren for at forsøge at replikere de historiske ændringer i monsunstormens intensitet. Modellen, svarende til en, der bruges af National Weather Service til prognoser, producerer resultater svarende til, hvad der ville blive observeret på radar- eller satellitbilleder ved realistisk at simulere den fysiske struktur af monsun-tordenvejr.

En vigtig nyskabelse af UA-forskningen var detaljeringsgraden; holdet testede flere forskellige opløsningsniveauer. Kun ved at bruge den høje opløsning på 1,5 miles kunne modellen gentage den faktiske nedbør registreret for de to 20-årige perioder, der sammenlignes.

De registrerede data viste kun nedbør. Højopløsningsmodellerne indikerede, at regnfulde monsunstorme var ledsaget af højere vind og flere nedbrud.

"Fordi modellerne får den rigtige nedbør, det giver os tillid til, at modellerne får vinden i orden, også, " sagde Castro.

Han sagde, at i Phoenix, monsunstorme plejede at være sent om aftenen, men sker nu tidligere.

Tidsskiftet gør stormene farligere, han sagde, bemærker, at "det er, når folk er mere tilbøjelige til at være ude på vejene."

Holdets næste skridt, Castro sagde, undersøger, om den nordamerikanske monsun er ved at ændre sig i Mexico.