Brydebølger og fugttransport driver ekstreme nedbørshændelser

Jorden rundt hvert år, ekstreme nedbørshændelser forårsager katastrofale oversvømmelser, der resulterer i tragisk tab af liv og dyre skader på infrastruktur og ejendom. Imidlertid, en række forskellige vejrsystemer kan forårsage disse ekstreme hændelser, så en detaljeret forståelse af de atmosfæriske processer, der fører til deres dannelse, er afgørende.

Nu, for første gang, en global analyse afslører, at to sammenflettede atmosfæriske processer driver dannelsen af ​​mange store ekstreme nedbørshændelser rundt om i verden, især i tørre subtropiske områder, hvor de kan forårsage katastrofale oversvømmelser, som skete i marts 2015 i Atacama -ørkenen.

Tidligere forskning om ekstreme nedbørshændelser har mest fokuseret på våde områder, hvor cykloner typisk er ansvarlige for disse hændelser, der henviser til, at tørre subtropiske regioner er blevet undersøgt mindre. Imidlertid, det er netop disse tørre subtropiske regioner, herunder ørkener, "hvor disse mystiske begivenheder mindst forventes, men kan forårsage ødelæggende virkninger, "siger Andries-Jan de Vries, en atmosfærisk videnskabsmand ved ETH Zürich og Max Planck Institute for Chemistry i Mainz, Tyskland, der har forfattet den nye undersøgelse.

Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet European Geosciences Union (EGU) Vejr og klimadynamik , forbedre vores forståelse af atmosfæriske processer og vejrsystemer, der fører til ekstreme nedbørshændelser. Det her, på tur, kunne hjælpe med at forbedre prognoser, måske fører til udviklingen af ​​tidlige varslingssystemer, der kan redde liv.

Resultaterne kan også forbedre vores forståelse af, hvordan disse ekstreme begivenheder vil reagere på klimaændringer. Intensiteten og hyppigheden af ​​disse kraftige nedbørshændelser har været stigende i de seneste årtier, og tendensen forventes at fortsætte under global opvarmning.

Bryde bølger og fugttransporter

Denne undersøgelse fremhæver to atmosfæriske processers rolle i dannelsen af ​​ekstreme nedbørshændelser:brud på Rossby -bølger og intens fugttransport.

Rossby vinker, også kaldet planetbølger, fordi de opstår på grund af Jordens rotation, er bølger, der forekommer i havet og atmosfæren, der først blev opdaget i 1930'erne af Carl Rossby. I atmosfæren, Rossby -bølger bestemmer i vid udstrækning vejret i regioner på mellem breddegrader. På grund af ikke -lineære processer, Rossby -bølger kan forstærkes og til sidst bryde (ligner havbølger, der bevæger sig på land).

Intens fugttransport refererer til store masser af vanddamp, der bevæger sig vandret i atmosfæren. Processen har været forbundet med ekstrem nedbør og oversvømmelser, ofte langs kontinenternes vestlige kyster. Når fugttransporten vises i en langstrakt struktur, der når flere tusinde kilometer, den er bedre kendt som en "atmosfærisk flod."

"Når Rossby -bølgerne forstærkes og brydes, kolde luftmasser trænger ind fra høje breddegrader til lavere breddegrader, og omvendt, "De Vries siger." Denne atmosfæriske proces kan drive intens fugttransport, destabilisere troposfæren, og tvinge luftmasser til at stige op, som tilsammen favoriserer dannelsen af ​​ekstrem nedbør. "

Et centralt fund i undersøgelsen er, at sværhedsgraden af ​​den ekstreme nedbør er stærkt påvirket af egenskaberne ved de to atmosfæriske processer. "Jo stærkere bølgen bryder og jo mere intens fugttransport, jo større nedbørsmængder, "Siger De Vries.

Ekstrem nedbør og katastrofale oversvømmelser

De Vries analyserede daglige ekstreme nedbørshændelser, der forekommer rundt omkring i verden mellem 1979 og 2018. Analysen fokuserede på større begivenheder og betragtede ikke meget lokale kortvarige kraftige nedbørsmængder, som typisk skyldes enkelte tordenvejr.

Han fandt ud af, at Rossby -bølgebrydning kan forklare mere end 90 procent af ekstreme nedbørshændelser over det centrale Nordamerika og Middelhavet. Over kystzoner, imidlertid, mere end 95 procent af de ekstreme nedbørshændelser blev drevet af intens fugttransport, hvilket er i overensstemmelse med resultaterne af tidligere undersøgelser af atmosfæriske floder.

Et af de mest interessante fund var opdagelsen af ​​steder, hvor de to processer tilsammen driver de ekstreme hændelser. "Det er vigtigt, den kombinerede forekomst af disse to atmosfæriske processer kan forklare op til 70 procent af ekstreme nedbørshændelser i regioner, hvor man ville forvente dem mindst - de tørre subtropiske områder, "De Vries siger." Brydebølger, der når fra usædvanlige breddegrader usædvanligt langt mod ækvator, kan trække fugt fra de fugtige troper ind i de tørre subtropiske områder, som føder den kraftige nedbør.

Undersøgelsen viste yderligere, at de kombinerede processer spillede en nøglerolle i 12 historiske ekstreme nedbørshændelser, der resulterede i katastrofale oversvømmelser, tusinder af dødsfald og kvæstelser, milliarder af dollars i skade, og vedvarende socioøkonomiske virkninger, der varer langt ud over oversvømmelsesbegivenheden. Disse oversvømmelser omfattede Natal, Sydafrika, oversvømmelser i september 1987; de alpine oversvømmelser i oktober 2000; Uttarakhand, Indien, oversvømmelser i juni 2013; Colorado -oversvømmelserne i september 2013; og oversvømmelserne i Atacama -ørkenen i marts 2015.