Klimaændringer kan føre til større atmosfæriske floder

En ny NASA-ledet undersøgelse viser, at klimaændringer sandsynligvis vil intensivere ekstreme vejrbegivenheder kendt som atmosfæriske floder over det meste af kloden i slutningen af ​​dette århundrede, mens de reducerer deres antal en smule.

Det nye studie projekterer, at atmosfæriske floder vil være betydeligt længere og bredere end dem, vi observerer i dag, fører til hyppigere atmosfæriske flodforhold i berørte områder.

"Resultaterne viser, at i et scenarie, hvor drivhusgasemissionerne fortsætter med den nuværende hastighed, der vil være omkring 10 procent færre atmosfæriske floder globalt i slutningen af ​​det 21. århundrede, " sagde undersøgelsens hovedforfatter, Duane Waliser, af NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Imidlertid, fordi resultaterne viser, at de atmosfæriske floder vil være, gennemsnitlig, omkring 25 procent bredere og længere, den globale frekvens af atmosfæriske flodforhold - som kraftig regn og kraftig vind - vil faktisk stige med omkring 50 procent."

Resultaterne viser også, at hyppigheden af ​​de mest intense atmosfæriske flodstorme forventes at blive næsten fordoblet.

Atmosfæriske floder er lange, smalle luftstråler, der fører enorme mængder vanddamp fra troperne til Jordens kontinenter og polarområder. Disse "floder på himlen" varierer typisk fra 250 til 375 miles (400 til 600 kilometer) brede og bærer lige så meget vand - i form af vanddamp - som omkring 25 Mississippi-floder. Når en atmosfærisk flod går i land, især mod bjergrigt terræn (såsom Sierra Nevada og Andesbjergene), det frigiver meget af den vanddamp i form af regn eller sne.

Disse stormsystemer er almindelige - i gennemsnit, der er omkring 11 til stede på Jorden til enhver tid. I mange områder af kloden, de bringer tiltrængt nedbør og er et vigtigt bidrag til årlige ferskvandsforsyninger. Imidlertid, stærkere atmosfæriske floder - især dem, der går i stå ved landfald eller som producerer regn oven på snepakningen - kan forårsage katastrofale oversvømmelser.

Atmosfæriske floder dukker op på satellitbilleder, herunder i data fra en række faktiske atmosfæriske flodstorme, der gennemblødte den amerikanske vestkyst og forårsagede alvorlige oversvømmelser i begyndelsen af ​​2017.

Studiet

Klimaændringsundersøgelser af atmosfæriske floder har til dato for det meste været begrænset til to specifikke regioner, det vestlige USA og Europa. De har typisk brugt forskellige metoder til at identificere atmosfæriske floder og forskellige klimaprojektionsmodeller - hvilket betyder, at resultater fra én ikke er kvantitativt sammenlignelige med en anden.

Holdet søgte at give en mere strømlinet og global tilgang til at evaluere virkningerne af klimaændringer på atmosfæriske flodstorme.

Undersøgelsen byggede på to ressourcer - et sæt almindeligt anvendte globale klimamodelfremskrivninger for det 21. århundrede udviklet til det mellemstatslige panel om klimaændringers seneste vurderingsrapport, og en global atmosfærisk floddetektionsalgoritme, der kan anvendes til klimamodeloutput. Algoritmen, udviklet tidligere af medlemmer af undersøgelsesteamet, identificerer atmosfæriske flodhændelser fra hver dag i modelsimuleringerne, kvantificere deres længde, bredde og hvor meget vanddamp de transporterer.

Holdet anvendte den atmosfæriske floddetektionsalgoritme til både faktiske observationer og modelsimuleringer for det sene 20. århundrede. Sammenligning af dataene viste, at modellerne producerede en relativt realistisk repræsentation af atmosfæriske floder for det sene 20. århundredes klima.

De anvendte derefter algoritmen til at modellere fremskrivninger af klima i slutningen af ​​det 21. århundrede. Ved at gøre dette, de var i stand til at sammenligne atmosfæriske floders hyppighed og karakteristika for det nuværende klima med fremskrivningerne for fremtidens klima.

Holdet testede også algoritmen med et andet klimamodelscenario, der antog mere konservative stigninger i hastigheden af ​​drivhusgasemissioner. De fandt lignende, dog mindre drastiske ændringer. Sammen, overvejelsen af ​​de to klimascenarier indikerer en direkte sammenhæng mellem omfanget af opvarmning og hyppigheden og sværhedsgraden af ​​atmosfæriske floder.

Hvad betyder det?

Undersøgelsens betydning er dobbelt.

Først, "at kende arten af, hvordan disse atmosfæriske flodbegivenheder kan ændre sig med fremtidige klimaforhold, giver mulighed for videnskabsmænd, vandforvaltere, interessenter og borgere, der bor i atmosfæriske flodudsatte regioner [f.eks. det vestlige N. Amerika, det vestlige S. Amerika, S. Afrika, New Zealand, vesteuropa] for at overveje de potentielle implikationer, der kan komme med en ændring af disse ekstreme nedbørshændelser, " sagde Vicky Espinoza, postdoc ved University of California-Merced og førsteforfatter af undersøgelsen.

Og for det andet undersøgelsen og dens tilgang giver en tiltrængt, ensartet måde at forske i atmosfæriske floder på globalt niveau - illustrerer et grundlag for at analysere og sammenligne dem, der ikke tidligere eksisterede.

Begrænsninger

Data på tværs af modellerne er generelt konsistente - alle understøtter fremskrivningen af, at atmosfæriske flodforhold er forbundet med opvarmning og vil stige i fremtiden; imidlertid, medforfatter Marty Ralph fra University of California, San Diego, påpeger, at der stadig er arbejde at gøre.

"Mens alle modellerne projekter stiger i hyppigheden af ​​atmosfæriske flodforhold, resultaterne illustrerer også usikkerheder i detaljerne i klimafremskrivningerne af dette nøglefænomen, " sagde han. "Dette fremhæver behovet for bedre at forstå, hvorfor modellernes repræsentationer af atmosfæriske floder varierer."

Studiet, med titlen "Global analyse af klimaændringsprojektionseffekter på atmosfæriske floder, " blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .