Ja, Australien er et land med oversvømmelsesregn - men klimaændringer kan gøre det værre

I løbet af de sidste tre år har Jeg har arbejdet på den kommende rapport fra FN's mellemstatslige panel om klimaændringer. Jeg er en klimaforsker, der har bidraget til kapitlet om globale vandcyklusændringer. Det er bekymrende at tænke på, at nogle teoretiske virkninger beskrevet i denne rapport kan komme til live - endnu engang - i Australien.

De seneste oversvømmelser i New South Wales er i overensstemmelse med, hvad vi kan forvente, når klimaforandringerne fortsætter.

Australiens naturlige nedbørsmønstre er meget varierende. Det betyder, at den indflydelse, klimaændringer har på en enkelt vejrbegivenhed, er svær at afgøre; signalet er begravet i baggrunden af ​​en masse klimatisk "støj".

Men når vores planet varmes op, den lavere atmosfæres vandkapacitet stiger med omkring 7% for hver 1 ℃ opvarmning. Dette kan forårsage kraftigere nedbør, hvilket igen øger risikoen for oversvømmelser.

Havene bliver også varmere, især på overfladen. Dette driver både fordampningshastigheder og transport af fugt ind i vejrsystemer. Dette gør våde årstider og våde begivenheder vådere end normalt.

Så mens Australien altid har oplevet oversvømmelser, katastrofer som den, der udspiller sig i NSW, vil sandsynligvis blive hyppigere og intensere, efterhånden som klimaforandringerne fortsætter.

Forstå det grundlæggende

For at forstå, hvordan en opvarmende verden påvirker vandets kredsløb, det er nyttigt at vende tilbage til teorien.

Fra år til år, Australiens klima er genstand for naturlig variation, der genereres af det omkringliggende Stillehav, Indiske og sydlige oceaner. De dominerende drivere for et givet år opstiller baggrundsklimaet, der påvirker nedbør og temperatur.

Det er en kombination af disse naturlige klimadrivere, der gør Australien til tørke- og oversvømmelsesregn.

Imidlertid, Australiens klimavariabilitet påvirkes ikke længere alene af naturlige faktorer. Australiens klima er opvarmet med 1,4 ℃ siden nationale rekorder begyndte i 1910, med det meste af opvarmningen, der har fundet sted siden 1970. Menneskeskabte drivhusemissioner har påvirket de australske temperaturer i vores region siden 1950.

Denne opvarmningstendens påvirker de baggrundsforhold, under hvilke begge ekstremer af nedbørscyklussen vil fungere, mens planeten fortsætter med at varme. En varmere atmosfære kan indeholde mere fugt (højere vanddampindhold), hvilket kan føre til mere ekstreme nedbørshændelser.

Siden vinteren 2020 har Australien har været påvirket af La Niña -fasen af ​​El Niño - Southern Oscillation (ENSO). Historisk set vedvarende La Niña -forhold, nogle gange ved hjælp af et varmere end gennemsnittet i Det Indiske Ocean, har sat scenen for alvorlige oversvømmelser i det østlige Australien.

Under disse begivenheder, østlige vinde intensiveres og oceanerne omkring Australien varme. Dette er forbundet med Walker Circulation - en kæmpe vippe af atmosfærisk tryk, der påvirker fordelingen af ​​varmt havvand over Stillehavet.

Den sidste La Niña fandt sted i 2010–2012. Det førte til omfattende oversvømmelser i det østlige Australien, med særlig ødelæggende virkninger i Queensland. Begivenheden forårsagede den vådeste periode på to år i den australske nedbørsrekord, afslutning på årtusindtørken 1997–2009.

Oceanografer fra UNSW studerede den usædvanlige begivenhed. De demonstrerede, hvordan et varmere hav øgede sandsynligheden for ekstrem regn under denne begivenhed, primært gennem øget transport af fugtig luft langs kysten.

Deres analyse fremhævede, hvordan langsigtet havopvarmning kan ændre regnproducerende systemer, øge sandsynligheden for ekstrem nedbør under La Niña -begivenheder.

Det er vigtigt at påpege, at ændringer i store atmosfæriske cirkulationsmønstre i stor stil stadig ikke er så godt forstået som grundlæggende ændringer i termodynamik. Imidlertid, fordi regionale nedbørsændringer vil blive påvirket af begge faktorer, det vil tage forskere tid at drille alting ud.

Så hvad med klimaforandringerne?

De teoretiske ændringer i den globale vandcyklus er godt forstået. Imidlertid, at bestemme bidragene fra naturlig og menneskelig indflydelse på klimavariabilitet og ekstremer - kendt som "tilskrivning" - er stadig en ny videnskab.

More studies are needed to distinguish natural or "background" rainfall variability from recent human-caused changes to the water cycle. This is particularly the case in a country like Australia, which has very high yearly rainfall variability. This contrasts with some regions of the Northern Hemisphere with less variable rainfall, where a clear climate change signal has already emerged.

Lige nu, La Niña conditions are decaying in the Pacific Ocean. Som forventet, the 2020–2021 La Niña has brought above-average rainfall to much of eastern Australia. This helped ease the severe drought conditions across eastern Australia since 2017, particularly in NSW.

What's interesting about the 2020–2021 La Niña is that it was weak compared with historical events. The relationship between La Niña and rainfall is generally weaker in coastal NSW than further inland. Imidlertid, it's concerning that this weak La Niña caused flooding comparable to the iconic floods of the 1950s and 1970s.

The rainfall totals for the current floods are yet to be analyzed. Imidlertid, early figures reveal the enormity of the downpours. For eksempel, over the week to March 23, the town of Comboyne, southwest of Port Macquarie, recorded an extraordinary 935mm of rainfall. This included three successive days with more than 200mm.

The NSW coast is no stranger to extreme rainfall—there have been five events in the past decade with daily totals exceeding 400mm. Imidlertid, the current event is unusual because of its duration and geographic extent.

It's also worth noting the current extreme rainfall in NSW was associated with a coastal trough, not an East Coast Low. Many of the region's torrential rainfall events in the past have resulted from East Coast Lows, although their rainfall is normally more localized than has been the case in this widespread event.

Remember that as the air warms, its water-holding capacity increases, particularly over the oceans. Current ocean temperatures around eastern and northern Australia are about 1℃ warmer than the long-term average, and closer to 1.5℃ warmer than average off the NSW coast. These warmer conditions are likely to be fuelling the systems driving the extreme rainfall and associated flooding in NSW.

A nation exposed

Weather and climate are not the only influences on extreme flood events. Others factors include the shape and size of water catchments, the presence of hard surfaces in urban areas (which cant't absorb water), and the density of human settlement in flood-prone areas.

The Hawkesbury–Nepean region in Western Sydney, currently experiencing major flooding, is a prime example. Five major tributaries, including the Warragamba and Nepean Rivers, flow into this extensively urbanized valley.

Improving our understanding of historical weather data may help improve future climate change risk assessment. For eksempel, past floods in the Hawkesbury–Nepean have been a lot worse than the current disaster. In 1867, the Hawkesbury River at Windsor reached 19.7 meters above normal, and in 1961 peaked at 14.5 meters. This is worse than the 13.12 meters above normal recorded at Freemans Reach on March 23.

It's sobering to think the Hawkesbury River once peaked 6 meters higher than what we're seeing right now. Imagine the potential future flooding caused by an East Coast Low during strong La Niña conditions.

It will take time before scientists can provide a detailed analysis of the 2020–2021 La Niña event. But it's crystal clear that Australia is very exposed to damage caused by extreme rainfall. Our theoretical understanding of water cycle changes tells us these events will only become more intense as our planet continues to warm.

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