洪水在欧洲、中国和美国在最近几个月又迫在眼前的能力极端降雨生命,破坏家庭和社区取代。
证据表明,气候变化是导致极端降水增加,导致更大的洪水的风险在城市地区。作为一个结果,世界各地的机构应对这一威胁,将气候变化纳入他们的决策。
但往往集中在降雨——在数据收集和对未来的预测,在每日的总数。然而,越来越严重的“sub-daily”降雨——比如每小时——积累可以忽略。
在这篇文章中,我们看看为什么sub-daily降雨洪水风险是至关重要的,它是如何成为更严重的气候变暖,我们城市规划的影响。
极端sub-daily降水
通常在城市环境中,排水系统可以应对雨从长期风暴强度相对较低。但短风暴高强度降水可以带来比系统可以排水,导致暴涨的洪水。
洪水是短期的结果,强烈的降雨,之后才会在几分钟或者几个小时通过增加表面水流。由于他们的快速开始和困难提供早期紧急警告,山洪暴发尤其是毁灭性的。
这种类型的洪水一般所致对流风暴。这些事件发生在地球表面的热空气上升很快在炎热的一天。这空气冷却提升和它所包含的水分凝结形成云。在正确的条件下,巨大的积雨云形成,通常伴随着雷声,闪电,强风和突然的温度变化。
气候变暖意味着这些短期的风险极端降雨增加。
下图说明了产生过程短,强烈的风暴负责sub-daily极端降雨和其他气候变化和人类活动是如何导致这些过程,结果洪水变化。
检测的变化
增加sub-daily降水极端气候变暖是由三个主要机制。
主要的一个是大气温度升高时的持水能力的提高。这意味着当降雨发生有更多的潜力。
这种大气的持水能力的增加会导致两个辅助机制。
首先,如果大气中有更多的水分和温度较高,云基地接近地面。这意味着降水增加的机会。
第二,如果更多的水分凝结沉淀,那么由此产生的浮力增加和上升气流进一步振兴风暴。
根据克劳修斯——克拉珀龙方程(CC)的关系,为每一个程度的大气温度上升可以容纳一个额外的7%的水分。然而,有证据表明sub-daily降雨可能会看到更大的增加而变暖,因为上面提到的原因。
例如,下面的图表显示了观察到的变化每小时降雨量的大小在澳大利亚。虚线贴上“CC”表明预期增加的克劳修斯——克拉珀龙方程方程——少见,更严重的降雨事件向右边的图表。在这里,观察到的变化(红线)显示了降雨量的增加幅度是CC的两到三倍。
多亏了雷达降水测量,我们已经习惯于看到风暴演变。然而,物理测量降雨的方式收集限制我们的见解气候变化是如何影响sub-daily降水极端。
降水历来是用日常阅读仪表——一个圆柱体的降水和填满每天阅读和手动清空一次。自动测量降水仍然相对较新,只有成为常规过去的几十年里。
检测强烈的降雨变化对流风暴我们需要长的sub-daily降雨测量和记录密度测量网络。在英国,降水测量站一般40公里远,但在世界其他地方的他们更稀疏。这意味着我们的仪表不总是赶最剧烈的对流风暴,或者干脆甚至会想念他们。
极端天气事件检测的变化由于全球变暖是出了名的一项艰巨的任务由于大量的自然变化或“噪声”学习时不经常观察到的事件。的排序和分析新的降雨数据并显示最近的降雨强度的增加在大型大陆地区在世界的一些地方。然而,有大面积的数据不可用,我们无法确定任何更改。
气候模型在我们的理解可以帮助填补空白,但全球气候模型的主要工具——理解气候变化——以下潜在期货太粗解决管理sub-daily降水过程。相反,我们依靠高分辨率的模型——类似于用于天气预报——增加温度中使用这些模型来模拟全球变暖的可能影响。
因此,我们有三行了解sub-daily降水极端变化的证据:
- 物理:地球所造成的大气变暖可以存储更多的水分。
- 历史的变化:极端降雨一直在增加,更多的极端事件,增加越大。
- 模型预测:convection-permitting模型,足够详细解决对流降水过程,始终显示强度的增加最极端降水事件的10 - 14%程度的变暖。
我们三个证据都同意——sub-daily极端降水与温度升高,加剧气候变化是由人类引起的。
规划一个温暖的未来
增加sub-daily极端降雨对我们现有的城市构成一个重大的挑战。
现有雨水基础设施在世界的很多地方通常是没有这些设计增加。的最新报告从政府间气候变化专门委员会(IPCC)表示一个可能的两倍和三倍频的10年和50年的极端降水事件,分别和作为一个社会,我们需要计划。
例如,基础设施,以前是用来抵御我们经历的事件平均每50年,现在可以期待看到它在此期间的三倍。
最近的一次回顾洪水的指导在世界各地发现有重大进展将气候变化的影响纳入城市的设计。基于最新的科学,许多指南推荐“保理”极端biwei6868降水强度在他们的规划和设计决策。
例如,英国现在有一系列气候”提升的因素”,可以应用于极端sub-daily降雨数据,以确保我们今天构建的基础设施是为了应付明天的变化。这个想法是为了应用这些隆起因素来解释观察到的资料为了提供“未来”降雨数据集在模型运行下水道系统和防洪设施。
下面的地图说明这些因素的大小对苏格兰和英格兰北部“中央”(左)和“高”(右)预测未来的降雨。
虽然仍有限制我们对物理的理解当前的气候系统,我们的观察能力和模拟,科学界已经巨大进步在我们的知识变暖对sub-daily降雨的影响。
现在清楚的是,有一个实质性的和不断扩大的——气候风险的严重程度之间的差距和行动被适应。规划决策经常主动而不是被动,它越来越重要的风险上升极端sub-daily降雨时考虑设计和构建我们的未来社会。