For et oversvømmet Midtvesten, klimaprognoser giver ringe komfort

Oversvømmelser i Midtvesten, udløst af en intens "bombecyklon, "har ødelagt dele af regionen, som har været plaget af oversvømmelser i de seneste årtier.

Oversvømmelser udløses af ekstreme nedbørshændelser, ofte kombineret med jordforhold, såsom mættet eller frossen jord, som gør det sværere for vandet at trænge ned i jorden, hvilket øger afstrømningen.

Global opvarmning har potentiale til at intensivere Jordens vandkredsløb, hvilket vil ændre mængden, frekvens, intensitet og varighed af regn og snefald. Som min forskning og andres arbejde har vist, alle disse ændringer øger risikoen for oversvømmelser for stater i Midtvesten.

Et vådere Midtvesten

Der er stærk konsensus blandt forskere om, at klimaændringer vil gøre mange dele af verden vådere. Dette sker, fordi højere temperaturer øger den hastighed, hvormed fugt fordamper fra Jordens overflade, og varmere luft holder mere fugt end kølig luft. For hver 1 grads opvarmning, atmosfærens fugtholdende kapacitet øges med omkring 7 procent, baseret på veletablerede fysiklove.

Når luften bliver mere fugtig, vi kan forvente mere nedbør – men stigningen er ikke ensartet. Forudsat at vindmønstre ikke ændrer sig væsentligt, mere fugt vil blive transporteret ind i nogle regioner under påvirkning af stormspor. Det betyder, at stormramte områder sandsynligvis vil opleve større end gennemsnittet stigninger i nedbør og risiko for oversvømmelser, mens områder, der ligger væk fra stormspor, sandsynligvis vil have mindre nedbør og større risiko for tørke.

Det amerikanske midtvest ligger i en konvergenszone, hvor fremherskende vinde, der blæser fra øst og vest, mødes. Den polare jetstrøm blæser fra vest til øst langs grænsen mellem varm og kold luft og bringer jævnligt storme ind, især i kolde årstider.

Ved hjælp af data fra U.S. Historical Climatology Network, Jeg har vist, at fra 1951 til 2013, gennemsnitlig nedbør for USA steg med 1,6 procent pr. årti. I Midtvesten, imidlertid, den steg med omkring 2,1 procent pr. årti, og vinternedbøren steg med 3,7 procent pr. Omkring halvdelen af ​​denne vækst var forårsaget af hyppigere storme, og den anden halvdel kan tilskrives en stigning i stormens intensitet.

Jeg har også brugt højopløselige regionale klimamodeller til at simulere fremtidige klimaændringer i Midtvesten for perioden 2040-2070 sammenlignet med 1970-2000. I denne undersøgelse fandt jeg ud af, at gennemsnitlig nedbør i hele regionen sandsynligvis vil stige med 8 procent i midten af ​​århundredet, og vinternedbøren vil sandsynligvis stige med hele 12 procent. Den nordlige del af regionen kunne se en endnu større stigning, sandsynligvis på grund af større fordampning fra de store søer som følge af højere temperaturer og mindre isdække om vinteren, når regionen opvarmes.

Stormere vejr

Med mere fugt i atmosfæren, stormsystemer vil sandsynligvis producere kraftigere nedbørshændelser. Forbedret fugt i atmosfæren øger også latent varme - varme frigivet af vanddamp, når den kondenserer til væskedråber i luften. Denne varme giver mere energi til at øge intensiteten af ​​storme.

Disse faktorer betyder, at klimaændringer sandsynligvis vil forårsage en uforholdsmæssig stigning i kraftige nedbørshændelser i Midtvesten, en tendens, der allerede er tydelig, når man ser på historiske klimadata. Fra 1951 til 2013, min undersøgelse viste, at let og moderat nedbør i hele Midtvesten steg med omkring 1 procent pr. mens kraftig nedbør steg med 4,4 procent pr.

Den gennemsnitlige nedbør for regionen forventes at stige med omkring 8 procent i midten af ​​århundredet, men kraftige storme - dem af en skala, der kun vil forekomme en gang om 25 år - forventes at stige med 20 procent.

Hyppigere oversvømmelser

Alle disse ændringer vil væsentligt ændre oversvømmelseshydrologien. En undersøgelse fra 2015, der undersøgte udledningsdata fra 774 U.S. Geological Survey-strømmålerstationer på tværs af Midtvesten fra 1962 til 2011, viste, at 34 procent af stationerne viste betydelige stigninger i hyppigheden af ​​oversvømmelser. Den mest udtalte stigning fandt sted i foråret for oversvømmelser forbundet med snesmeltning, regn, der falder på frossen jord og regn-på-sne begivenheder. Ud over stigende nedbør, denne analyse viste, at tidligere snesmeltning og ændringer i regn-til-sne-forholdet forårsaget af højere temperaturer også driver den kraftige stigning i forårsoversvømmelser i Midtvesten.

En anden undersøgelse fremgik skift i oversvømmelser som følge af klimaændringer og beregnede, hvor ofte en gennemsnitlig 100-års oversvømmelse fra det 20. århundrede – dvs. stor nok til kun at have 1 procent chance for at ske i et givet år, eller en gang i et århundrede – vil sandsynligvis gentage sig i det 21. århundrede. For det meste af Midtvesten, forfatterne vurderede, at sandsynligheden for sådanne oversvømmelser sandsynligvis ville fordobles i det 21. århundrede, så det, der engang var en 100-års oversvømmelse, kan forventes at forekomme i gennemsnit hvert 50. år.

En tredje undersøgelse, udgivet i 2016, undersøgt, hvordan klimaændringer kunne ændre strømningen i det nordøstlige og midtvesten. Størrelsen og timingen af ​​strømningen kan påvirke vandforsyningen og kvaliteten, infrastruktursystemer og akvatisk liv. Denne undersøgelse viste, at i løbet af dette århundrede, gennemsnitlige 100-årige tre-dages peak flow-niveauer ville sandsynligvis stige med 10 til 20 procent for Midtvest-regionen.

I mellemtiden mennesker i Nebraska, Iowa, Wisconsin, Minnesota og South Dakota, der er ramt af den seneste storm, vurderer skaderne. NOAA forudsagde tidligere på måneden, at de historiske oversvømmelser vil blive efterfulgt af mere regn og oversvømmelser i foråret. Det nuværende oversvømmelsesvand forventes at forblive i flere måneder.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.