Styring af fremtidige ekstreme sommervejr stadig inden for vores rækkevidde

Fortsat afbrænding af fossile brændstoffer vil sandsynligvis give endnu mere ekstreme somre end i 2018 på grund af dets indvirkning på jetstrømmen. Den hurtige forsvinden af ​​aerosoler produceret af forurening kan, imidlertid, afbøde virkningen indtil midten af ​​århundredet, hvis lande som Kina udfaser disse brændstoffer, ifølge et internationalt hold af klimaforskere, der bruger klimamodeller til at forudsige ændringer i forekomsten af ​​såkaldte Quasi-Resonant Amplification (QRA) hændelser forbundet med vedvarende ekstreme vejrforhold.

Disse ekstreme stier til jetstrømmen forårsager oversvømmelser, tørke og naturbrande. I 2018, sommervejr inkluderede oversvømmelser i Japan, rekord hedebølger i Nordamerika, Europa og Asien, skovbrande i Grækenland og endda dele af Arktis. Varme og tørke i Californien førte til den værste naturbrandsæson, der nogensinde er registreret.

Jetstrømmen og ekstreme vejrbegivenheder

QRA-begivenheder producerer ekstremt sommervejr, når jetstrømmen udviser brede nord-syd-slyngninger og bliver stationære med tinder og lavninger låst på plads.

"De fleste stationære jetstrømsforstyrrelser vil forsvinde over tid, " sagde Michael Mann, fremtrædende professor i atmosfærisk videnskab og direktør, Earth System Science Center. "Imidlertid, under visse omstændigheder er bølgeforstyrrelsen effektivt begrænset af en atmosfærisk bølgeleder, noget der ligner den måde et koaksialkabel leder et fjernsynssignal på. Forstyrrelser kan så ikke let forsvinde, og meget store amplitudeudsving i jetstrømmen nord og syd kan forblive på plads, mens den runder kloden."

"Hvis det samme vejr varer ved i uger i træk i én region, så kan solrige dage blive til en alvorlig hedebølge og tørke, og vedvarende regn kan føre til oversvømmelser, sagde Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Tyskland.

I sommeren 2018, klimaændringernes indvirkning på ekstremt vejr var ikke længere subtil, ifølge Mann.

"Det udspillede sig i realtid på vores tv-skærme og avisoverskrifter i form af et hidtil uset halvkugle-dækkende mønster af ekstreme oversvømmelser, tørke, hedebølger og skovbrande, " tilføjede Mann.

Quasi-Resonant Amplifications rolle

Mann bemærker, at fænomenet QRA spillede en vigtig rolle i at producere den halvkugleformede række af hidtil usete vejrbegivenheder.

Tidligere arbejde af Mann og kolleger viste en sammenhæng mellem ekstreme klimabegivenheder og klimainducerede ændringer i jetstrømmen. Mens forskere ikke nøjagtigt kan identificere QRA-hændelser i klimamodeller, en ting, klimamodellerne fanger meget godt, er temperaturændringer.

"QRA-hændelser har vist sig at have en veldefineret signatur med hensyn til breddegradsvariationen i temperatur i den lavere atmosfære, " forklarede Mann. "Ændringen i temperatur med breddegrad og hvordan den reagerer på stigende drivhusgaskoncentrationer afhænger af fysik, der er godt forstået og godt repræsenteret af klimamodellerne."

Forskerne fandt ud af, at mønsteret af forstærket arktisk opvarmning - arktisk forstærkning - der bremser jetstrømmen også øger hyppigheden af ​​QRA-episoder.

Studie medforfatter Dim Coumou, som er både hos PIK og VU Amsterdam sagde, at vi endnu ikke stoler nok på klimamodeller til at forudsige disse typer ekstreme vejrepisoder, fordi modellerne er for grove.

"Imidlertid, modellerne producerer trofast mønstre af temperaturændringer i stor skala, " tilføjede medforfatter Kai Kornhuber fra PIK.

Forskerne rapporterer i dag (31. oktober) i Videnskabens fremskridt at den forstærkede arktiske opvarmning, kaldet Arctic Amplification, forbundet med menneskeskabte klimaændringer både bremser jetstrømmen og øger hyppigheden af ​​QRA-episoder.

De fandt ud af, at klimamodeller, når de bruges til at fremskrive fremtidige ændringer i ekstrem vejradfærd – fordi de ikke er i stand til at fange fænomenet QRA – undervurderer de sandsynligvis, hvordan fremtidige klimaændringer kan føre til mere vedvarende ekstreme vejrforhold i sommerperioden som dem i sommeren 2018. Hvis kuldioxid fortsætter med at blive tilføjet til atmosfæren, forekomsten af ​​QRA og tilknyttede ekstreme vejrbegivenheder ville fortsætte med at stige i samme hastighed, som de har gjort i løbet af de sidste årtier.

Aerosols effekt på temperaturregulering

Imidlertid, Drivhusgasser er ikke den eneste overvejelse, når man ser på fremtiden for Jordens klima. Selvom USA og Europa er gået over til "renere" kulafbrændingsmetoder, som fjerner aerosol-genererende forurenende stoffer fra emissioner, mange andre områder af verden har ikke. Aerosoler er partikler suspenderet i luften.

Hvis disse lande, gennem midten af ​​århundredet, skifte til renere kulforbrændingsteknologi, så vil verdens midt-breddegraders områder varmes op, og arktisk forstærkning vil aftage. Dette vil ske fordi aerosoler, især på de mellemste breddegrader, hvor der er rigeligt med sol, afkøle Jorden ved at reflektere varme væk fra planeten. Uden disse aerosoler, det område af jorden vil blive varmet, afbøde enhver yderligere stigning i QRA'er, efterhånden som forskellen i opvarmning mellem de arktiske og midterste breddegrader mindskes.

Imidlertid, i midten af ​​århundredet, når aerosoler ikke længere produceres, drivhusopvarmning dominerer igen klimaet. At begrænse afbrændingen af ​​fossile brændstoffer kan forhindre en stigning i vedvarende ekstreme sommervejr, selvom den nuværende forekomstrate af somre som 2018 sandsynligvis vil fortsætte. "Fremtiden er stadig meget i vores hænder, når det kommer til farlige og skadelige ekstreme sommervejr." Sagde Mann. "Det er simpelthen et spørgsmål om vores viljestyrke til hurtigt at gå fra fossile brændstoffer til vedvarende energi."