Hvordan vil klimaændringer påvirke haglbyger?

Forventede virkninger af klimaændringer på haglstorme varierer markant fra region til region, siger en ny international anmeldelse, der involverer UNSW.

Sværhedsgraden af ​​hagl kan stige i de fleste regioner i verden, mens Australien og Europa forventes at opleve flere haglbyger som følge af klimaændringer, en international gennemgang ledet af en UNSW Sydney-forsker har fundet.

Gennemgangsundersøgelsen, udgivet i Naturanmeldelser Jord og miljø, undersøgt, hvilke virkninger klimaændringer vil have på hagl i fremtiden.

Det viser en global oversigt over hagltrends fra tidligere observationer og forventede fremtidige tendenser fra simuleringer og modeller.

Gennemgangen førte til den generelle forventning om, at hyppigheden af ​​haglbyger vil falde i Østasien og Nordamerika, mens stigende i Australien og Europa, og at sværhedsgraden i hagl vil stige i de fleste regioner.

Forskere fra universitetet i Bern, Central Michigan University, Karlsruhe Institute of Technology, University of Illinois, Colorado State University og Peking University deltog i undersøgelsen.

"Vi kom til den konklusion, at alt i alt, hagletruslen vil sandsynligvis stige i Australien, især i Australiens sydøstlige del, inklusive Sydney-området, "hovedforfatter og postdoc-forsker ved UNSW Sydney's Climate Change Research Centre, Sagde Tim Raupach.

Men forskerne siger, at nuværende og fremtidige virkninger af klimaændringer på haglstorme forbliver meget usikre, dels på grund af mangel på langsigtede observationer og begrænsede modelleringsstudier.

"Der er meget stor usikkerhed, når det kommer til disse forudsigelser, og Australien er særligt af høj usikkerhed, fordi der er meget få undersøgelser, der rent faktisk har set på Australien.

"Vi er nødt til at lave yderligere undersøgelser for at finde ud af præcis, hvad vi forventer vil ske, ikke kun i Australien, men i hele verden."

Ændrede atmosfæriske forhold

Undersøgelsen undersøgte den generelle forventning om, at atmosfæriske ingredienser, der påvirker hagl - en ustabil atmosfære, mængden af ​​smeltning af faldende hagl, og vindforskydning eller forskelle i vind efter højde - ville ændre sig med et opvarmende klima og føre til mindre hyppige, men mere intense haglbyger.

"Vi ved med klimaændringer, at vi kommer til at have mere fugt i atmosfæren, og det fører til mere ustabilitet i atmosfæren, så vi forventer, at der vil være mere tendens til tordenvejr på grund af denne ustabile atmosfære, " sagde Dr. Raupach.

Fordi atmosfæren bliver varmere, smelteværdien - som er højden i atmosfæren, under hvilken is begynder at smelte - vil blive højere, han sagde.

"Så efterhånden som et smelteniveau bliver højere, hagl, der dannes højt i atmosfæren og falder mod jorden, har længere tid til at smelte og kan faktisk smelte helt, før det når jorden, og du ender uden hagl ved overfladen."

Generel vindskæring - en proces, der "organiserer" storme og gør dem mere alvorlige - forventes at falde, han sagde, men haglstorme vil blive mere påvirket af de to andre faktorer.

"De ændringer, du kan forvente af disse tre egenskaber ved atmosfæren, får os til at forvente, at hagl vil være sjældnere, fordi der i det væsentlige smelter mere i fremtiden, " sagde Dr. Raupach.

"Men haglen vil være mere alvorlig, når det opstår, fordi der vil være mere ustabilitet i atmosfæren som kan føre til dannelsen af ​​meget større hagl.

"Så når haglen overlever denne ekstra smeltning, det vil være større og mere alvorligt, når det rent faktisk rammer overfladen."

Anmeldelsen viste, imidlertid, at denne generelle forventning ikke var gældende overalt, med rapporterede haglændringer, der er forskellige i forskellige dele af verden.

"Regional variation i de atmosfæriske ændringer fører til varierende haglreaktioner, Derfor viser undersøgelser stigende haglfrekvens i Europa, men faldende haglfrekvens i Østasien, for eksempel, "sagde Dr. Raupach.

Hagl er svært at måle

Undersøgelsen så på tendenser i haglstorme fra tidligere observationer, fra meteorologiske stationer, haglpuder (ark, der registrerer haglstød), og crowdsourcede eller medierapporter.

Dr. Raupach sagde, at der var høj usikkerhed i disse tendenser, fordi haglstorme er meget svære at måle på grund af deres lille skala og sjældenhed.

"Hvis du sætter et instrument frem til at fange [eller] måle hagl, selv et sted, hvor du kan forvente en masse hagl, du får måske kun et eller to hits på det instrument på et år, " han sagde.

"Hvis du forsøger at se på klimaændringer og langsigtede tendenser, hvor du vil have årtiers information, det er meget svært at indsamle den slags information om hagl."

Gennemgangen opsummerede også resultater fra simuleringer og modelundersøgelser, der fremskriver, hvad virkningerne af klimaændringer vil være på hagl i fremtiden.

"Du kan se, om modellen faktisk producerer flere haglbyger eller færre haglbyger i fremtiden, når du ændrer modellens egenskaber, såsom at gøre temperaturen højere eller øge smelteniveauets højde, " sagde Dr. Raupach.

Fordi haglbyger er et lille fænomen, de er svære at modellere med almindelige vejrmodeller.

"Du skal have en model med meget høj opløsning for faktisk at kunne løse størrelsen på haglbygen, "Dr. Raupach sagde. "Der har været et par af disse undersøgelser, men de er relativt sjældne, og vi har brug for flere af dem for at kunne forstå, hvordan hagl vil ændre sig i fremtiden med klimaændringer."

Anbefalinger 'for at reducere usikkerhed'

For at mindske usikkerheden om haglstorme og klimaforandringer, forskerne anbefalede at optage langtidsobservationer med instrumenter såsom haglpuder i afdækkede hagl-hotspots.

De anbefalede også at forbedre såkaldte proxy-relationer, som videnskabsmænd bruger til at forsøge statistisk at relatere storstilede haglstorm-"ingredienser" i atmosfæren til dannelsen af ​​hagl, der rammer overfladen.

"Problemet vi har med [disse] proxy-forhold[er] er, at selv når atmosfæren menes at være tilbøjelig til at danne hagl, det er stadig relativt sjældent, at der faktisk dannes hagl, " sagde Dr. Raupach.

Procesorienterede undersøgelser, der ser på detaljerne i, hvordan hagl dannes i skyer og derefter vokser til store hagl, blev også anbefalet for at lukke nuværende videnshuller.

"For eksempel, et emne for aktuel forskning er, om en stigning i aerosoler fører til en stigning i hagldannelse eller et fald i hagldannelse, " sagde Dr. Raupach.

De skiftende økonomiske virkninger af hagl bør også undersøges, siden ændringer i byggematerialer, befolkningstilvækst, og afgrødecyklusser ændrer også hagleksponeringen.

"Vi forventer, at de skader, der kan skyldes hagl, også ændrer sig i fremtiden, " sagde Dr. Raupach.

Flere computermodeller i høj opløsning, køre på højtydende faciliteter såsom National Computational Infrastructure i Canberra, skal bruges i yderligere forskning.

"Når disse systemer kommer online, vi er i stand til at lave højopløsningsundersøgelser, der tidligere var for beregningsmæssigt dyre til rent faktisk at køre, " sagde han. "Disse modeller vil være ekstremt nyttige til at forstå, hvordan hagl vil ændre sig i et opvarmende klima."

De næste trin i Dr. Raupachs forskning fokuserer på at bruge sådanne højopløselige vejrmodeller til at undersøge virkningerne af klimaændringer på konvektive storme og for bedre at forstå haglstorm proxyforhold.