的到来风暴Christoph上周已导致英国北部大部分地区洪水地区的影响成千上万的家庭。在事件的高峰,超过200洪水警告到位——其中许多“严重”,这意味着洪水造成危险的生活。
Christoph到达几个高知名度的牺牲品的风暴在过去的12个月。最值得注意的是风暴席亚拉,丹尼斯和豪尔赫2020年2月,导致英国的潮湿的2月记录。成千上万的家庭淹没在英格兰和威尔士吗,这个月估计成本保险行业超过£336。
这些事件之间的共同因素——以及许多英国冬天的洪水——是一个“大气河”的到来。这些又长又窄的羽毛的温暖、潮湿的空气可以带来大量降雨在中纬度地区国家。
本文解包这些大气河流的形式如何,他们的降雨可以有什么影响,以及它们如何可能会改变全球气温上升。
什么是大气河流?
超过90%的空气中的水蒸气被抬在中纬度地区发生在长,狭窄的细丝被称为大气河流(AR)。他们通常长约2000公里,宽300 - 500公里。
的前缘河流常常存在comma-shaped低压天气系统——这些特征额叶系统负责大部分的英国的天气在冬天的不安。
至少横跨太平洋,有证据农业研究所内的水分来自热带,主要结合有利的气象条件,例如在一个厄尔尼诺事件。然而,它是某种程度的可能当地水分循环也发生,海洋表面的水蒸发时低压天气系统。并不是所有这些蒸发水分有时间凝结成雨系统动作之前,这可以留下一个“足迹”背后的水蒸气落后于风暴。
我们怀疑ARs形成通过结合这两个过程,取决于个人的属性风暴。
你可以看到水蒸气的小道下面的地图,显示从2009年11月19日一个例子。颜色显示空气中水蒸气的含量,用黄色和橙色表示大气水的河。这个特定的基于“增大化现实”技术的游戏了爱尔兰和英格兰北部洪水泛滥。
四个或五个ARs出现在每个半球在任何时候和河流足够长的时间跨度的许多世界上最大的海洋。下面的地图显示了ARs的分布在2009年11月13日,红环突出ARs通常发生的领域。
白色的戒指显示土地领域ARs与极端降雨和洪水——包括欧洲和北美和南美的部分地区。例如,“菠萝快车”这个名字是指农业研究所,从周围的热带太平洋夏威夷湿气到美国和加拿大的西海岸。
全球水循环
ARs的重要性在全球水循环被发现广泛领域的活动进行跨太平洋过去20年。与美国空军,科学家们公布下投式探空仪-天气设备旨在衡量风暴条件为一系列冬季风暴。
这使得科学家们建立一个剖视图的ARs独自从卫星图片上是不可能的。这些发现表明,AR的温暖潮湿的空气通常由低空风引导到一个强大的“飞机”。
基于“增大化现实”技术时,风被迫向上。空气中的水分然后冷却凝结形成云,带来大量降雨。
流中最强的ARs相当大小的一些世界上最大的河流。因此,水分他们提供登陆我国的位置很重要,无论是洪水风险和供水。
值得注意的是,ARs也是有益的。加州等地区,大部分的他们的年度水预算可能抵达几个冬季风暴的形式,发生-与否的基于“增大化现实”技术可以显著影响水资源的可用性从一年到下一个。
在西欧,农业研究所高达50%的月降水在冬季。因此,连续几个事件的到来——比如在去年2月——可能导致毁灭性的事件。
ARs数千公里长,他们可以保持在一个给定的位置在伴随风暴已经过去了。这可能导致超过24小时的持续降雨,期间和之后的情况风暴Christoph。
可以预测大气河流吗?
美国铺平了道路对发展农业研究所的预测。美国国家环境预报中心(NCEP)全球预测系统(GFS)提供了水汽通量的预测提前七天的北太平洋和大西洋的海洋。
下面的数字显示的快照预测风暴席亚拉和丹尼斯在2020年2月和本月克里斯托弗。与早期的地图一样,黄色和橙色阴影表示农业研究所。
仅仅从这些图片,可以看到ARs有不同的形状和大小。例如,ARs与风暴席亚拉和丹尼斯尤为强烈,和大风能够支持高水分蒸汽流动,导致重和强烈的降雨。风与Christoph没有那么强,但系统停滞在英国好几天,因此它的总降雨量一样重要。
的中心的西方极端天气(CW3E)的斯克里普斯海洋研究所的在圣迭戈,最近发布了一个提议基于“增大化现实”技术的规模——类似于著名的飓风规模——一定程度上结合这些想法。
在其他地方,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)已经开发了极端的预测指数(EFI)。这个比较预测在给定位置的平均气候,因此,确定“极端”的预测。
有建议一个字段——类似于在北太平洋大西洋彼岸。这将是专门设计来提高我们理解ARs,极端降雨事件。
英国可以期望接收三个或四个农业研究所每年冬天。然而,他们显然不会导致影响风暴Christoph和其他人的规模。因此,基于“增大化现实”技术的存在是必要的,但不是充分条件极端降雨。了解如何以及为什么登陆我国大气河流转化为重大影响是至关重要的,如果我们成功地纳入预测。
基于“增大化现实”技术的力量在隆起的低级水分达到土地时,我和我的同事提出之间微妙的互动AR和陆地表面是了解一些ARs的关键产生更多的降雨。其他因素,如土壤水分水平和水存储区域的存在,也扮演了一个重要的角色在一个基于“增大化现实”技术的影响。这是一个活跃的研究领域大学读书。
在气候变化的前景
根据克劳修斯——克拉珀龙方程方程,周围的空气通常可以容纳7%更多的水分,每1 c的温度上升。这“热力学”机制意味着我们会增加大气中的水蒸气含量随着气候变暖。
然而,“动态”机制——这个全球水分运输的过程——也可能变化的位置、强度和持续时间。这些因素共同的预期影响基于“增大化现实”技术的降雨气候变化。
作为风暴跟踪变得更加活跃,它是合理的想象更温暖、潮湿的气氛越来越动荡的背景条件。
例如,我们希望北大西洋ARs变得越来越多的这个世纪结束。特别是,在一个非常高的排放情况下(RCP8.5),我们预计一倍的基于“增大化现实”技术的游戏登陆我国频率英国海岸线,增加强度的最强烈的事件。一个中间排放场景(RCP4.5),我们可以看到登陆我国的基于“增大化现实”技术的频率增加至少50%。
详细你可以看到在下面的图表中,这对欧洲的五个领域:显示模型模拟伊比利亚半岛);法国b);c)英国;d)欧洲中部;斯堪的纳维亚半岛北部,e)。线表示冬季AR频率的历史时期(1859 - 2009年,黑人),预计下世纪RCP4.5(蓝色)和RCP8.5(橙色)。
在太平洋地区,北美西海岸,研究表明与农业研究所的天数可以增加高达200 - 300%,本世纪末RCP8.5之下。研究项目11 - 18%增加总AR降雨在美国西海岸和增加15 - 39%的最强烈的基于“增大化现实”技术的天。
仍有一些不确定性ARs背后的动力过程将如何变化。平均的增长是基于“增大化现实”技术的力量由于增加大气中的水分,而不是加强低空风。有许多有效的大气过程影响水分会送到沿海地区。
尽管如此,这是毋庸置疑的,ARs能够提供登陆时强烈和持续的降雨。随着气候变暖,ARs将变得更加频繁和洪水在过去12个月的规模将变得更加可能。
如果我们要发展最有效的预测现在和未来,因此,我们需要一个坚实的理解过程,形成了强大的ARs在目前的气候。