Hedebølgemodellen viser, at det er varmere flere steder oftere

Ny modellering viser, at hedebølger i hele Europa er steget i både frekvens og rumlig omfang i løbet af det sidste århundrede.

Ved hjælp af et 100-årigt observationsdatasæt og de nyeste teknikker til modellering af klimaekstremer har afsløret den dynamiske dynamik i hedebølger i hele Europa under påvirkning af klimaændringer.

Varmebølger kan have katastrofale følger for mennesker, bygder og miljø. De kan forårsage sygdom eller død, især for skrøbelige eller ældre, og udløse skovbrande, der ødelægger ejendom og store vildmarker.

At forstå adfærden af ​​sådanne ekstreme temperaturhændelser over rum og tid er vigtig for planlægning og styring af den nuværende og fremtidige risiko. Imidlertid, de fleste modelleringer til at forudsige fremtidige hedebølger er afhængige af simuleringsoutput fra klimamodeller, ikke direkte observationer, og bruger ufleksible modeller, der muligvis ikke nøjagtigt fanger afhængighedsforholdet mellem rumligt associerede steder under ekstreme forhold.

Raphaël Huser og Peng Zhong fra KAUST's Extreme Statistics Research Group, i samarbejde med Thomas Opitz fra Frankrigs nationale forskningsinstitut for landbrug, Mad og miljø, har nu udviklet en modelleringstilgang, der bruger observationsregistreringer til mere præcist at teste dynamikken i ekstreme varmebegivenheder.

"Vores gruppe er interesseret i at bygge matematisk forsvarlige modeller til at vurdere risikoen forbundet med klimaændringer, " siger Zhong. "I denne undersøgelse, vi så specifikt på klimaændringernes indvirkning på hedebølger i Europa og udviklede en model til at vurdere den rumlige udstrækning af hedebølger ved fleksibelt at modellere og estimere deres tidsvarierende afhængighedsstyrke."

Problemet med eksisterende statistiske modeller er, at de er gode til at fange almindelige eller udbredte forhold, men de har ikke den statistiske fleksibilitet til nøjagtigt at fange sjældne ekstreme begivenheder som hedebølger eller ekstrem nedbør. KAUST -gruppen har udviklet en række statistiske teknikker, der direkte adresserer dette ekstreme værdiproblem.

"Vores" max-uendeligt delelige "model er fleksibel nok til at beskrive afhængighedsstrukturen blandt høje temperaturværdier, " siger Zhong. "Vi bruger det til at udlede det effektive ekstreme afhængighedsområde, hvilket er, når den afstand, hvormed sandsynligheden for, at ekstreme begivenheder sker sammen på to steder, bliver ubetydelig."

At køre deres model for store rumlige datasæt krævede også, at teamet implementerede deres kode på KAUSTs IBEX supercomputing platform. Ved hjælp af et massivt 100-årigt temperatursæt, der omfatter en stor del af Centraleuropa, modellen afslørede ny indsigt i, hvordan hedebølger har ændret sig i løbet af det sidste århundrede.

"Vores resultater giver statistisk bevis for, at den rumlige udstrækning af hedebølger i Europa vokser, og frekvensen af ​​hedebølger også er steget i løbet af de sidste hundrede år, " siger Zhong. "Vi ser nu på at anvende vores metode til at vurdere risikoen for oversvømmelser i store flodbassiner over hele kloden."