Undersøgelse viser, at Texass årlige risiko for ekstrem nedbør vil stige fra 1 til 18 procent

Mens byen Houston fortsætter med at komme sig og genopbygge efter den historiske oversvømmelse, der blev udløst af orkanen Harvey, regionen bliver også nødt til at forberede sig på en fremtid, hvor der er større sandsynlighed for, at storme af Harveys størrelsesorden opstår.

Et nyt MIT-studie, offentliggjort online i denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences , rapporterer, at efterhånden som klimaændringerne skrider frem, byen Houston, og Texas generelt, vil stå over for en stigende risiko for ødelæggelse, Harvey-skala nedbør.

Ifølge undersøgelsen staten Texas havde en 1 procents chance for at opleve nedbør af Harveys størrelsesorden for et givet år mellem 1981 og 2000. Ved udgangen af ​​dette århundrede, den årlige sandsynlighed for, at orkanen Harveys rekordstor nedbør vender tilbage til Texas, vil stige til 18 procent, hvis væksten i drivhusgasemissionerne til atmosfæren fortsætter ufortrødent.

Hvis risikoen for en sådan begivenhed i løbet af dette århundrede steg støt, lineær mode, det ville betyde, at der var en 6 procents chance for at have Harveys omfang af nedbør i Texas i år.

"Du kaster terningerne hvert år, " siger studieforfatter Kerry Emanuel, Cecil og Ida Green Professor i Atmosfærisk Videnskab og meddirektør for Lorenz Center ved MIT. "Og vi tror på, at oddsene for en oversvømmelse som Harvey ændrer sig."

Når fortiden ikke er en guide

I kølvandet på en stor katastrofe, Emanuel siger, at det er naturligt, og i nogle tilfælde afgørende, at spørge, om og hvor hurtigt en sådan begivenhed vil finde sted igen.

"Antag, at du er borgmester i Houston, og du har lige haft en frygtelig katastrofe, der kostede dig en utrolig formue, og du vil prøve i løbet af de næste par år at bringe tingene i orden i din by, " siger Emanuel. "Skal du installere et mere avanceret stormkloaksystem, der kan koste milliarder af dollars, eller ikke? Svaret på det spørgsmål afhænger af, om du tror, ​​at Harvey var en enkeltstående ting - meget usandsynligt, at det vil ske på noget tidspunkt i de næste 100 år - eller om det kan være mere almindeligt, end du troede."

At se på historiske optegnelser over ekstrem nedbør vil ikke give meget indblik i fremtiden, siger Emanuel. Det er fordi tidligere målinger har været plettede og svære at ekstrapolere på tværs af større regioner, og den periode, hvor der er registreret nedbørsdata, er relativt kort. Hvad mere er, klimaændringer flytter oddsene med hensyn til hyppigheden af ​​højintensive storme rundt om i verden.

"Hvis den underliggende statistik ændrer sig, fortiden er måske ikke en god guide til fremtiden, " bemærker Emanuel i avisen.

I stedet, videnskabsmænd henvender sig til klimamodeller for at forsøge at forudsige fremtiden for storme som Harvey. Men der, der opstår også udfordringer, som modeller, der simulerer skiftende klima på globalt plan, gør det ved relativt grov opløsning, på omkring hundrede kilometer, mens orkaner kræver opløsninger på få kilometer.

"[Klimamodeller] simulerer sjapagtige orkanlignende storme, men de er meget dårligt løst, " siger Emanuel. "Vi har ikke den beregningsmæssige ildkraft til at løse storme som orkaner i nutidens klimamodeller."

Orkaner, indlejret

Emanuel og hans kolleger havde tidligere udtænkt en teknik til at simulere orkanudvikling i et skiftende klima, ved hjælp af en specialiseret beregningsmodel, de udviklede, der simulerer orkaner ved høje rumlige opløsninger. Modellen er designet, så de kan indlejre den i grovere globale klimamodeller - en kombination, der resulterer i præcise simuleringer af orkaner i sammenhæng med et globalt skiftende klima.

Emanuel brugte holdets teknik til at modellere tidligere og fremtidige orkanaktivitet for både byen Houston og staten Texas. For at gøre det, han indlejrede først orkanmodellen i tre gitterklimaanalyser - simuleringer af globalt klima, baseret på faktiske data fra fortiden - for at simulere orkanaktivitet nær Houston mellem 1980 og 2016.

Han såede tilfældigt hver klimamodel med hundredtusindvis af "proto-orkaner, "eller tidlige storme, hvoraf størstedelen naturligt forsvinder og ikke vokser til at blive fuldgyldige orkaner. Af de resterende storme, han fokuserede på de 3, 700 storme, der passerede inden for 300 kilometer fra Houston mellem 1980 og 2016. Han bemærkede derefter hyppigheden af ​​storme, der producerede 500 millimeter nedbør eller mere - mængden af ​​regn, der oprindeligt blev estimeret umiddelbart efter orkanen Harvey.

I denne historiske periode, han beregnede, at sandsynligheden for, at en Harvey-lignende storm producerede mindst 500 millimeter regn i Houston var omkring én ud af 2, 000 år. Sådan en begivenhed, han skriver, var "'bibelsk' i den forstand, at det sandsynligvis fandt sted omkring én gang siden Det Gamle Testamente blev skrevet."

Stormfulde odds

For at få en fornemmelse af, hvordan denne sandsynlighed, eller risiko for en sådan storm, vil ændre sig i fremtiden, han udførte den samme analyse, denne gang indlejrer orkanmodellen i seks globale klimamodeller, og kører hver model fra årene 2081 til 2100, under et fremtidsscenarie, hvor verdens klima ændrer sig som følge af ubegrænset vækst i drivhusgasudledningen.

Mens Houstons årlige risiko for at opleve en 500 millimeter nedbørshændelse var omkring 1 ud af 2, 000 i slutningen af ​​forrige århundrede, Emanuel fandt ud af, at byens årlige odds vil stige markant, til én ud af 100 ved udgangen af ​​dette århundrede.

Da han udførte det samme sæt analyser for Texas som helhed, han fandt det, i slutningen af ​​det 20. århundrede, staten stod over for en risiko på 1 procent hvert år for at opleve en storm i Harvey-skala. Ved udgangen af ​​dette århundrede, at den årlige risiko vil stige til 18 pct. Hvis denne stigning sker lineært, han beregner, at i år, statens odds var omkring 6 procent - en seksdobling siden slutningen af ​​det 20. århundrede.

"Når du tager en meget, meget sjælden, ekstrem nedbør som orkanen Harvey, og du flytter fordelingen af ​​regn mod tungere mængder på grund af klimaændringer, du får virkelig store ændringer i sandsynligheden for de sjældne hændelser, " siger Emanuel. "Folk er nødt til at forstå, at skade normalt er forårsaget af ekstreme begivenheder."

Emanuel håber, at undersøgelsens resultater vil hjælpe byplanlæggere og embedsmænd med at beslutte, hvor og hvordan man skal genopbygge og befæste infrastruktur, samt om bygningsstandarder skal omkodes for at modstå stærkere storme og mere skadelige oversvømmelser.

"Vi ser for Texas en begivenhed, hvis årlige sandsynlighed var 1 procent i slutningen af ​​forrige århundrede, og det kan være 18 procent ved udgangen af ​​dette århundrede, " siger Emanuel. "Det er en enorm stigning i sandsynligheden for den begivenhed. Så, folk havde bedre planer for det."