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从国际空间站上看到的K2FMM3飓风哈维。该图像的元素由美国国家航空航天局提供。
从国际空间站看到的飓风哈维。该图像的元素由美国国家航空航天局提供。 信誉:伊琳娜dmitrienko / alamy股票照片。
极端天气
2017年12月13日13:00

气候变化使“哈维”飓风创纪录降雨的可能性增加了两倍

黛西邓恩

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12.13.17
黛西邓恩

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13.12.2017 |专场
极端天气 气候变化使“哈维”飓风创纪录降雨的可能性增加了两倍

哈维飓风8月25日袭击德克萨斯州,国家受到记录降雨造成的灾难性洪水袭击。在短短的三天中,休斯顿和周围城镇的雨水最多40英寸(100厘米)落下,留下80人死亡,超过100,000名无家可归者。

现在,科学家们已经计算出这些记录下雨至少通过气候变化更有可能进行三倍。

分析还表明,即使全球变暖限于2C,也可能成为本世纪末发生的可能发生的极端降雨量进一步三倍。

研究发现,如果不采取措施阻止温室气体的排放,到2100年,与哈维飓风一样规模的降雨可能会增加10倍。

这项研究是由麻省理工学院的科学家们进行的世界天气归因(WWA)项目,旨在评估最近气候变化的作用极端事件, 如干旱热浪洪水

人类影响

8月25日星期五晚上10点4类哈维飓风了登陆在德克萨斯州南部海岸的科珀斯克里斯蒂附近。到周六,它已经抵达休斯顿,到周一早上,降雨量接近40英寸。

作为新闻报道跟踪哈维穿过德克萨斯州的路径很多报道开始质疑气候变化是如何影响这种灾难发生的可能性的。

三个月后,新的分析发表在该杂志上环境研究字母,试图解决这个问题。这是所谓的“单一事件归因“ 学习。

单一事件归因研究试图弄清楚气候变化在多大程度上影响了极端天气事件发生的可能性,而其他因素,如自然气候变化,也被考虑,解释了牵头作者Geert Jan van Oldenborgh博士,从荷兰皇家气象研究所。他讲碳简短:必威手机官网

“After an extreme weather event, we always get the question: ‘To what extent was this due to climate change?’ The almost identical question that an extreme event attribution study answers is ‘how much has the probability of an event changed due to climate change?’

“在这种情况下,我们研究了当前气候条件下休斯顿降雨量和降雨量一样多或更多的概率,并将其与一个世纪前的观测和气候模型进行比较。”

盯着风暴

van Oldenborgh说,为了了解气候变化对飓风哈维的影响,研究人员决定集中研究气候变暖如何影响其破纪录的降雨,而不是变暖如何影响飓风形成的几率。

“我们在这项研究中明确地没有归因于热带风暴,只有来自所有原因的降水,其中包括热带风暴。”

这部分是因为它是更加困难为了在气候模型中模拟飓风的行为,而不是其他极端天气事件,如热浪和极端降雨,van Oldenborgh解释说:

“热浪的典型空间范围是数百公里,因此您可以用气候模型代表热浪,分辨率为200km左右。然而,热带风暴的关键部分[飓风和台风]要小得多,您只能使用25公里的分辨率模拟开始逼真的仿真。只有最近有型号和计算机容量足够增加,但即便如此,暴风雨的动态细节仍然没有完全良好代表。“

相反,研究人员选择将他们的分析重点放在德克萨斯州8月26日至28日的降雨上,正是这段时间造成了大部分灾难性的洪水。为了进行分析,科学家们收集了墨西哥湾沿岸气象站的降雨数据。

下面的图表在三天期间显示了这些大雨的程度。图A显示了休斯顿的降雨量如何在为期三天的时间内改变,而图表B显示了8月25日至31日之间的雨量。

在这下面,图表C显示了在三天的时间里,极端降雨在墨西哥湾沿岸集中的地方,深蓝色代表降雨量高,黄色代表降雨量低。图D显示了与墨西哥湾沿岸每年平均三天最高降雨量相关的降雨扩散。

A:休斯敦从8月26日到28日的降雨量。B:休斯顿从8月26日到31日的总降雨量。C:从8月26日到28日,墨西哥湾沿岸的降水空间集中,深蓝表示高降水,黄色表示低降水。D:2017年降雨量超过三天的降雨极端。资料来源:Van Oldenborgh等。(2017)。

A:休斯敦从8月26日到28日的降雨量。B:休斯顿从8月26日到31日的总降雨量。C:从8月26日到28日,墨西哥湾沿岸的降水空间集中,深蓝表示高降水,黄色表示低降水。D:在墨西哥湾沿岸,降雨的扩散与每年平均三天的最大值有关。资料来源:van Oldenborgh等人(2017)

人体指纹

为了了解气候变化对极端降雨的影响,研究人员首先将他们的数据与上世纪的历史降雨记录进行了比较。

这允许研究人员在过去的100年里,解决了极端降雨事件的可能性如何发生变化,并且预计在当前的气候中会发生频率。

研究共同努力,预计哈维飓风史上的降雨事件与飓风哈维期间的降雨事件相当于休斯顿。Karin Van der Wiel博士来自荷兰皇家气象研究所。在美国地球物理联盟(AGU)的间隙2017年秋季会议她讲碳简短:必威手机官网

“[这个事件]真的,真的很少见。在本地,返回期是9,000年的返回期。世界上任何城市都会充斥着那种雨水。从海湾海岸的任何地方发生地区,就这样的事件而言,它是一个100年的活动中的一个,即使是相当极端的。“

接下来,研究人员将他们的观察结果与两个气候模型的结果进行了比较。对于每个模型,研究人员运行了两种模拟:假设自从工业革命开始以来并没有气候变化,假设自1890年以来一直存在温和的气候变化。

通过将观测结果与模型结果进行比较,研究人员可以评估气候变化在多大程度上增加了哈维飓风(Hurricane Harvey)创纪录降雨量等天气事件发生的可能性。

分析表明,飓风哈维的倾盆大雨是气候变化的三倍,强度增加了15%。

结果的不确定性范围表明,气候变化使得这一事件可能更有可能更容易且多达五倍可能更有可能 - 以及8至19%更激烈。

该结果由第二个独立研究支持,在期刊上发布地球物理研究字母该研究发现,哈维的降雨是气候变化的3.5倍。

研究人员还使用了气候模型来调查今后的全球变暖可能会影响2100年的极端降雨事件的风险。

这些模型显示,如果未来的气温上升限制在2摄氏度以内,到本世纪末,类似哈维事件的极端降雨事件发生的可能性将增加三倍。

然而,如果世界不能降低温室气体排放量,极端降雨事件发生的可能性将增加10倍,强度将增加50%。

van der Wiel解释说,全球变暖可能会通过多种方式增加极端降雨的可能性,包括增加空气中的最大水分含量:

“在气候系统中发生了许多因素,使得这一活动更有可能发生。因此海湾的海面温度极高,与气候变化有关。大气湿度较高,当它更温暖时,大气可以持续更多的水,所以下雨,下雨越来越厉害。“

提前计划

van Oldenborgh说,这项研究探索了气候变化是如何使极端降雨事件变得更有可能、更强烈的,但它没有调查影响城市洪水风险的其他因素。

例如,城市规划和水管理等问题也可以在脆弱性对极端降雨中发挥作用。尽管如此,调查结果应促使政策制定者推荐遏制气候变化,他说:

“洪水风险也取决于我们提到的其他因素,如水管理和建筑实践。然而,洪水也取决于降水,我们现在知道极端降水的可能性会随着世界的温暖而增加。通过多少确切依赖于我们允许地球进一步热烈的距离。“

结果是“重要的”,因为他们提供了“一个相当详细的分析”,即气候变化如何影响墨西哥湾沿岸的降雨量,说Peter Stott博士,遇见办公室的气候监测和归因团队负责人,他没有参与该研究。他讲碳简短:必威手机官网

“我认为缺乏本研究的目的是对飓风的具体分析。该研究在气候模型中没有检查飓风,至于它们是否已变得更加强烈或更频繁,因此本文的结论在对极端降雨的范围内相当普遍,这可能是由各种机制引起的除了飓风。

“因此,我们需要对飓风进行更详细的研究,以确定与飓风相关的影响风险是如何变化的。”

Van Oldenborgh, G. J. et al.(2017)飓风哈维的极端降雨归因,2017年8月,环境研究快报

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