Global opvarmning fordoblede risikoen for Københavns historiske skybrud i 2011

Forskere ved Københavns Universitet har i samarbejde med Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) brugt detaljerede vejrmodeller til tydeligt at knytte øgede temperaturer til det historiske skybrud over København i juli 2011. Nye metoder, der involverer kontrafaktiske vejrudsigter, kunne forbinde vejrbegivenheden til global opvarmning for første gang.

Klokken er syv om aftenen den 2. juli 2011. Et skybrud af historiske dimensioner har netop ramt nord for København. På taget af sin bil forsøger en taxachauffør at redde sig selv fra oversvømmelserne, da regn og hagl styrter i vandet, og biler flyder rundt om ham på Lyngbyvej.

Den danske hovedstad oplevede denne dag et ekstremt skybrud, der kostede samfundet milliarder af kroner. På Rigshospitalet var situationen så alvorlig, at oversvømmelsesvandet var centimeter fra at ødelægge hospitalets generatorer og udløse en evakuering af 1400 patienter.

Nu har Niels Bohr Institutet og DMI-forskere brugt et utraditionelt værktøj til at forstå 2011's ekstreme regnskyl. Kontrafaktisk historie er, når du ændrer noget ved en historisk begivenhed for at analysere Hvad nu hvis? Klimaforskere, som typisk bruges af historikere til at forstå vores fortid, er begyndt at implementere metoden på en lignende måde.

Deres eksperiment viser en klar sammenhæng mellem intensiteten af ​​skybruddet på det tidspunkt og varmen i atmosfæren, der førte til dets forekomst.

"Ja, for at sige det enkelt kan man sige, at på en planet en grad varmere ville en lignende vejrsituation sandsynligvis have foranlediget evakueringen af ​​Rigshospitalet," siger professor Jens Hesselbjerg Christensen fra Niels Bohr Institutet.

Baseret på historiske vejrdata

Ved at køre forskellige vejrsimuleringer for dagen for skybruddet baseret på DMI-modeller producerede forskerne en række kontrafaktiske vejrudsigter. Disse blev opdelt i fem forskellige varmescenarier, som hver for sig gjorde det muligt for undersøgelsen at vise konsekvenserne af atmosfæriske temperaturstigninger.

For første gang var forskerne i stand til at vise, at et århundrede med menneskeskabte temperaturstigninger fordoblede risikoen for det historiske skybrud og øgede dets intensitet.

Undersøgelsen viser også, at med stigende temperaturer foran os, vil der også være en øget risiko for lignende eller endnu kraftigere skybrud, når lignende vejrsituationer opstår i fremtiden.

Modelberegningerne er baseret på historiske vejrdata og er derved understøttet af empiri.

En vanskelig forbindelse

Modelberegninger af Danmarks fremtidige klima, tilgængelig i DMI's Klimaatlas, viser tydeligt sammenhængen mellem opvarmning og øget risiko for skybrud. Men generelt er det fortsat en videnskabelig udfordring at forbinde specifikke vejrbegivenheder med klimaændringer.

I kølvandet på oversvømmelserne i juli 2011 forklarede DMI-klimaforsker Ole Bøssing Christensen, at begivenheden ikke direkte kunne kædes sammen med klimaforandringerne, men at den faldt i tråd med klimamodellens forudsigelser for fremtiden.

"Det var den type svar, vi kunne give for nogle år tilbage. Vi havde simpelthen ikke redskaberne til at sige mere. Det er netop den udfordring, som denne undersøgelse søgte at løse," forklarer Jens Hesselbjerg Christensen.

Ifølge Rasmus Anker Pedersen, sektionsleder ved DMI's Center for Klimaforskning og medforfatter til undersøgelsen, lykkedes opgaven.

"Det unikke aspekt ved denne undersøgelse er, at vi kan vurdere indflydelsen af ​​øget global opvarmning på en specifik ekstrem vejrbegivenhed, i modsætning til blot at sammenligne skybruddet med generelle ændringer i et varmere klima," siger han.

Gitteret af datapunkter i klimamodeller er ikke tæt nok til at arbejde med vejrfænomener som skybrud, der opstår meget lokalt og er resultatet af et komplekst sæt af konvergerende vejrforhold. Men i modsætning til traditionelle klimamodeller er DMI's vejrmodeller gearet til at behandle vejrdata i en tæt og detaljeret nok skala.

Giver ny præcision til klimaforudsigelser

"Hvis man kan operere på de skalaer, som vi har kunnet her, fanger man de processer, der skal til for at kunne genskabe en specifik hændelse i en simulering. Det giver også troværdighed til at kunne forudsige hændelser, der endnu ikke har fundet sted. " siger Jens Hesselbjerg Christensen.

Han forventer, at det vil få større betydning for både hverdagsborgere og beslutningstagere, når konsekvenserne af klimaforandringerne bliver konkrete, fordi de vil kunne kobles til kendte begivenheder som for eksempel skybruddet i 2011. Metoden og brugen af ​​vejrmodeller til klimaforskning byder dog også på perspektiver på globalt plan.

"Selvom vi ikke er helt der endnu, forventer vi, at der vil være nok computerkraft i løbet af det næste årti til at implementere denne type model på global skala. Dette vil give mulighed for et helt nyt niveau af præcision i vores klimaprognoser. det vil kræve meget processorkraft, det vil være relevant at gøre det. For eksempel vil det hjælpe os med at kvalificere de nødvendige forberedelser til klimatilpasning," siger Jens Hesselbjerg Christensen.

Fakta:Skybruddet 2. juli 2011, København

Den dyreste naturkatastrofe i Danmark siden 1999. Forsikringsudbetalingerne beløb sig til 6,2 mia. kr. fordelt på ca. 90.000 krav.

Nogle steder faldt der to måneders nedbør på få timer. På et enkelt døgn faldt der 135,4 mm ved Københavns Botaniske Have. En mængde på 31 mm faldt inden for ti minutter i forstaden Ishøj. Der blev registreret mere end 5.000 lynnedslag på 3 timer.

Den kraftige regn og hagl fik trafikken til at gå i stå flere steder i hovedstadsområdet, da vejbaner blev til floder. Flere motorveje var lukket i op til tre dage.

Togtrafikken var forstyrret i en uge og nogle steder lukket i dagevis på grund af alt fra oversvømmede stationer til lynnedslag på udstyr og jordskred.

Cirka 10.000 husstande led af strømafbrydelser i op til 12 timer, og cirka 50.000 hjem mistede varme og varmt vand i op til en uge.

Fakta:Hvad er et skybrud?

I Danmark defineres skybrud som episoder, hvor der falder mere end 15 mm nedbør inden for en halv time.

Konvektion er den fysiske proces, der forårsager skybrud. Konvektion er blandt andet, når lavere tæthed, varm luft stiger.

Varm luft, som kan være meget fugtig, trækker også eksisterende fugt fra skyer op til højere højder, hvilket skaber ekstrem kondens i de høje skyer.

Dråberne bliver til sidst så store, at de ikke kan holdes oppe af de lodrette luftstrømme, hvorefter skyerne pludselig tømmer deres fugt.

Fakta:Sådan gjorde forskerne det

På baggrund af vejrinformationer til og med midnat den 2. juli 2011 simulerede forskerne vejret omkring København ved hjælp af dagens gennemtestede og præcise DMI-vejrmodel.

Skalaen i disse vejrmodeller er meget nøjagtig. Afstanden mellem datapunkter i DMI's model, kendt som grid size, er omkring 2,5 km. Til sammenligning er de globale klimamodellers gitterpunkter ikke nærmere end ca. 50 km fra hinanden.

Forskerne gennemførte 13 simuleringer i et såkaldt ensemble af prognoser, fordi vejr – og ikke mindst tordenvejr – er kaotiske hændelser med støj og høj uforudsigelighed.

Simuleringerne er blevet tilpasset og opdelt i fem varmescenarier:-1 grad (førindustriel tidsalder), 0 (normal i 2011), +1, +2 og +3 grader varmere global temperatur. + Udforsk yderligere

At slå varmen bliver sværere, siger videnskaben