Superladede tordenvejr:Har vi undervurderet, hvordan klimaændringer driver ekstrem regn og oversvømmelser?

I medieartikler om hidtil usete oversvømmelser vil du ofte støde på udsagnet om, at for hver 1°C med opvarmning kan atmosfæren indeholde omkring 7 % mere fugt.

Dette tal stammer fra forskning foretaget af den franske ingeniør Sadi Carnot og offentliggjort for 200 år siden i år.

Vi ved nu, at der er mere i historien. Ja, en varmere atmosfære har kapacitet til at holde på mere fugt. Men kondenseringen af ​​vanddamp for at lave regndråber frigiver varme. Dette kan igen give næring til stærkere konvektion i tordenvejr, som derefter kan dumpe væsentligt mere regn.

Det betyder, at intensiteten af ​​ekstrem nedbør kan stige med meget mere end 7 % pr. grad af opvarmning. Det, vi ser, er, at tordenvejr sandsynligvis kan dumpe omkring det dobbelte eller tredobbelte af denne hastighed – omkring 14-21 % mere regn for hver grad af opvarmning.

Tordenvejr er en væsentlig årsag til ekstreme oversvømmelser rundt om i verden, hvilket bidrager til Brasiliens katastrofale oversvømmelser, som har lagt hundredvis af byer under vand, og Dubais oversvømmede lufthavn og veje.

For Australien hjalp vi med at udvikle en omfattende gennemgang af den seneste klimavidenskab for at vejlede beredskabet til fremtidige oversvømmelser. Dette viste, at stigningen pr. grad af global opvarmning var omkring 7-28% for timelig eller kortere varighed af ekstrem regn, og 2-15% for daglig eller længere ekstrem regn. Dette er meget højere end tallene i de eksisterende standarder for oversvømmelsesplanlægning, der anbefaler en generel stigning på 5 % pr. grad af opvarmning.

Hvorfor er tordenvejr vigtige for ekstrem regn?

For at der kan dannes tordenvejr, har du brug for ingredienser som fugt i luften og en stor temperaturforskel mellem lavere og højere luftmasser for at skabe ustabilitet.

Vi forbinder typisk tordenvejr med intens lokaliseret regn over en kort periode. Hvad vi dog ser nu, er et skift i retning af mere intense tordenbyger, især i korte perioder.

Ekstreme regnhændelser er også mere sandsynlige, når tordenvejr dannes i kombination med andre vejrsystemer, såsom østkystlav, intense lavtrykssystemer nær det østlige Australien. Rekordoversvømmelserne, der ramte Lismore i februar 2022 og kostede mange mennesker livet, kom fra ekstrem regn over mange dage, som til dels kom fra kraftige tordenvejr i kombination med en lav østkyst.

Klimaændringer pumper ekstreme oversvømmelsesrisikofaktorer op

Den seneste rapport fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) fastslår, at "hyppigheden og intensiteten af ​​kraftige nedbørshændelser er steget siden 1950'erne over de fleste landområder, for hvilke observationsdata er tilstrækkelige til trendanalyse (høj konfidens) og menneskeskabte klimaændringer er sandsynligvis den vigtigste drivkraft"

Denne stigning er især tydelig ved ekstreme regnskyl af kort varighed, såsom dem, der er forårsaget af tordenvejr.

Hvorfor? Til dels er det på grund af tallet på 7 % - varmere luft er i stand til at holde mere vanddamp.

Men det forklarer ikke alt. Der sker noget andet. Kondens producerer varme. Så efterhånden som vanddamp bliver til dråber, bliver mere varme tilgængelig, og varm luft stiger op ved konvektion. I tordenvejr giver mere varme næring til stærkere konvektion, hvor varm, fugtfyldt luft drives højt op.

Dette forklarer, hvorfor tordenvejr nu kan drive så ekstrem nedbør i vores opvarmende verden. Efterhånden som vanddamp kondenserer for at lave regn, laver det også varme, overladende storme.

Vi ser disse meget hurtige nedbørshastigheder stige i de seneste årtier i Australien.

Den daglige nedbør i forbindelse med tordenvejr er steget meget mere, end de 7 % antyder – omkring 2-3 gange mere.

Ekstreme nedbørsmængder pr. time er også steget i intensitet med lignende hastigheder.

Hvad med meget pludselig, ekstrem regn? Her kan stigningstakten potentielt blive endnu større. En nylig undersøgelse undersøgte ekstrem regn i perioder kortere end en time nær Sydney, hvilket tyder på en stigning på omkring 40 % eller mere i løbet af de sidste 20 år.

Hurtige tendenser i ekstrem nedbørsintensitet er også tydelige i andre beviser, såsom modellering med fin opløsning.

For at modellere komplekse klimasystemer har vi brug for grynten fra supercomputere. Men alligevel borer mange af vores modeller til klimaprojektioner ikke ned til gitteropløsninger, der er mindre end omkring 100 kilometer.

Selvom dette kan fungere godt til storskala klimamodellering, er det ikke egnet til direkte simulering af tordenvejr. Det skyldes, at de konvektionsprocesser, der er nødvendige for at få tordenvejr til at danne sig på meget mindre skalaer end dette.

Der er nu en fælles indsats i gang for at udføre flere modelsimuleringer i meget fine skalaer, så vi kan forbedre modelleringen af ​​konvektion.

Nylige resultater fra disse meget fine skalamodeller for Europa tyder på, at konvektion vil spille en vigtigere rolle i at udløse ekstrem nedbør, herunder i kombinerede storme, såsom tordenvejr, der blander sig med lavtrykssystemer og andre kombinationer.

Dette matcher australske observationer med en tendens til øget regn fra tordenvejr kombineret med andre stormtyper såsom kolde fronter og cykloner (herunder lavtrykssystemer i det sydlige Australien).

Ændrer dette, hvordan vi planlægger oversvømmelser?

Beviserne for overladet tordenvejrsregn er vokset i de seneste år.

Australiens nuværende oversvømmelsesanbefalinger, som påvirker, hvordan infrastrukturprojekter er blevet bygget, er baseret på, at ekstrem regn stiger med kun 5 % for hver grad af opvarmning.

Vores forskningsgennemgang har vist, at det reelle tal er væsentligt højere.

Det betyder, at veje, broer, tunneller, der er bygget til 5 %-tallet, muligvis ikke er klar til at håndtere ekstrem regn, som vi allerede ser fra overladede tordenvejr.

Mens Australien er blevet mere bevidst om sammenhængen mellem klimaændringer og skovbrande, viser undersøgelser, at vi er mindre tilbøjelige til at forbinde klimaændringer og mere intense storme og oversvømmelser.

Dette bliver nødt til at ændre sig. Vi står stadig over for nogle usikkerhedsmomenter, når vi præcist forbinder klimaændringer med en enkelt ekstrem regnbegivenhed. Men det større billede er nu meget klart:En varmere verden er sandsynligvis en med højere risiko for ekstreme oversvømmelser, ofte drevet af ekstrem regn fra overladede tordenvejr.

Så hvad skal vi gøre? Det første skridt er at tage klimaændringernes indflydelse på storme og oversvømmelsesrisiko lige så alvorligt, som vi nu gør for bushbrande.

Det næste er at indlejre de bedste tilgængelige beviser i, hvordan vi planlægger disse fremtidige storme og oversvømmelser.

Vi har allerede sat terningerne for mere ekstreme oversvømmelser på grund af eksisterende menneskeskabte klimaændringer og mere på vej, medmindre vi hurtigt kan reducere vores drivhusgasemissioner.

Leveret af The Conversation

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