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2020年2月27日,英国伍斯特郡被淹的油田。资料来源:Shaun Davey / Alamy Stock Photo. 2B1Y2HB
2020年2月27日,英国伍斯特郡被淹的油田。 信用:肖恩戴维/ alamy股票照片。
客人帖子
2020年3月5日15:00

遇见办公室:为什么英国在2月2020年2月出现录制降雨量

Mark McCarthy博士

Mark McCarthy博士

05.03.2020 |3:00 PM
客人帖子 遇见办公室:为什么英国在2月2020年2月出现录制降雨量

2020年2月是英国自1862年以来最潮湿的2月。英格兰、威尔士和北爱尔兰都经历了有记录以来最潮湿的二月,苏格兰是第二潮湿的二月。

总体而言,英国有209.1毫升的雨量,占2月份的237%。这超出了1990年2月的193.4毫米的以前记录。

降雨量超过整个地区的平均值两倍。一些地区,包括兰开夏和西约克郡,录制了3倍以上的平均水平,当地,一些地区的某些地区达到了正常的2月降雨量的四倍以上。

这也是一个明显的儿茶,特别是对于英格兰东南部。总体而言,这是英格兰和威尔士最温暖的最温暖,但苏格兰和北爱尔兰的平均水平更接近。

下面,我详细解释了为什么英国上个月经历了如此极端的降雨量,但首先是摘要:

  • 2020年2月的极端潮湿是由强烈的向南移动的急流和北大西洋正振荡造成的。伴随而来的横越北大西洋的强大的南北地面气压梯度,使英国处于西风状态,一系列气旋系统给英国带来持续的强降雨。
  • Dennis(2月15日至1日)和豪尔赫(2月28日至2月28日)的名为STORMS CIARA(2月15日至2日)导致英国的极限降雨量大幅降雨量,占2月份的44%的降雨量。
  • 在目前的气候条件下,英国冬季至少一个月和一个地区预计有34%的可能性经历破纪录的降雨。
  • 近几十年来说,冬季降雨量和极端的增加,但由于英国冬季降雨的高自然变异性,检测在观测中的气候变化信号是挑战。
  • 在基于事件的观测分析和气候建模中使用归因研究提供了越来越多的证据,即气候变化增加,将进一步增加英国体验这种降雨极端的可能性。
  • 最新的英国气候预测(UKCP18.)表现出潮湿和温和冬季的一般趋势。到2070年,高排放场景,平均冬季降雨可能会在-1%和+ 35%之间变化。2020年2月(占正常正常的237%)的几个月,预计21世纪将变得更加频繁。

录制 - 2月

下面的图表左侧显示,只有在上个月的极端 - 以及降雨量的地方,相对于1981年至2010年的平均值。此外,在右侧,它显示了温度异常。

降雨量(1981-2010平均值的百分比)和温度(摄氏相对于1981-2010的平均值)2月2020年2月的异常地图。图表:达特办公室
降雨量(1981-2010平均值的百分比)和温度(摄氏相对于1981-2010的平均值)2月2020年2月的异常地图。图表:达特办公室

在2月的第一周大部分时间相对干燥的咒语之后,天气变得更加悬而未决,持续存在,有时,由于越过英国的低压系统而导致的大雨。

下图显示了2019/2020冬季冬季的每日降雨量,这突出了与名为“2月8日至9日”(2月15日至16日)和Dennis(2月15日至16日)相关的特别极端的峰值。

2月15日(Dennis)在英国(Dennis)的平均累积为27毫米(丹尼斯)是英国最高的每日降雨量,达到1891年的2月8日,2月8日(Ciara)最高(超过47,176天数据的)。

在同一日历月中有两个如此广泛的极端降雨事件非常罕见。Storms Ciara,Dennis和Jorge占2020年2月在降雨量的占44%以上。

显示每日降雨的酒吧和线图在2019/20冬季为英国平均为英国。图表:遇见办公室
每日降雨量在2019/20冬季为英国平均。图表:遇见办公室

大规模的循环

北大西洋振荡(Nao)是指北大西洋地区大规模表面压力梯度的变化,在2019/20年冬季,主要是“积极的”。这意味着北方大西洋之间的南北压力梯度之间的“冰岛低”和“亚速尔高”一直比正常更强大,把英国放在强大的西风制度中。

上层急流也比平常更强大,与更南部的轨道,将北大西洋风暴轨道指向英国和北欧。这两种情况都在下面三个数字中总结于2月2020年。

冬季阳性Nao通常与北欧潮湿的潮流与正常情况有关,南欧和地中海地区的逆势平均条件,因为下面的数字在2020年2月的情况下显示。

左上:2月20日北大西洋和欧洲部门的平均海平面压力(HPA)。右上方:250HPA(opeccascals)风速(颜色)和方向(箭头)。下小组:2月20日欧洲的降雨率异常。Noaa / Oar / Esrl PSD,Boulder,Colorado,美国提供的Reanalysis数据来自Https://www.esrl.noaa.gov/psd/
左上:2月20日北大西洋和欧洲部门的平均海平面压力(HPA)。右上:250HPA(opeccascals.)风速(颜色)和方向(箭头)。下面的小组:2020年2月欧洲的降雨率异常。NOAA / OAR / ESRL PSD,BOULDER,COLORADO,美国提供的Reanalysis数据来自他们的网站https://www.esrl.noaa.gov/psd/

我们可以通过观察过去极度潮湿和干燥年份的复合材料来理解形势的背景。下图显示了北大西洋急流(250hPa风速)和欧洲三组复合年的降雨异常:英国5个最潮湿的2月(1923、1990、1997、2002和2014年);最干旱的五个二月(1895年、1921年、1932年、1934年和1986年);以及最接近2月份平均降雨量的五年(1879年、1882年、1897年、1992年和1994年)。

这“closest to average” set was used rather than a standard climatology (the formal reference climatology periods are 1961-1990 and 1981-2010), because the ‘closest to average’ provides a like-for-like comparison with the wet and dry composites.

在极端潮湿的年份里,与“平均”的综合气流相比,急流会更强,并沿更偏南的路径穿过英国。在极端干旱的年份,上层环流被“阻塞”到欧洲西部。极端潮湿的年份有正的NAO,整个北欧有高降雨,而南部有降雨亏损。

从下图可以看出,极端干旱年份与欧洲降雨的空间格局相反。2020年2月的大气环流在模式和强度上与其他极端多雨的2月年份非常相似。

上限:250HPA复合风速,用于英国的潮湿,平均和干燥2月 - 见上文文本。下部面板:欧洲的降雨异常,同一组。NOAA / OAR / ESRL PSD,BOULDER,COLORADO,美国,从他们的网站提供的Reanalysis数据来自HTTPS://www.esrl.noaa.gov/psd/
上限:250HPA复合风速,用于英国的潮湿,平均和干燥2月 - 见上文文本。下部面板:欧洲的降雨异常,同一组。NOAA / OAR / ESRL PSD,BOULDER,COLORADO,美国提供的重新分析数据来自他们的网站https://www.esrl.noaa.gov/psd/

英国冬天越来越潮湿吗?

下图显示了来自1862年的英国的冬季平均降雨。对于最近十年(2010-2019)冬季,冬季比1981-2010较湿润,比1961-1990更潮湿。

在十大最潮湿的冬天中,自1990年以来自2007年和七个发生了四个。

与这些变化有关,我们还观察到总降雨量增加17%极度潮湿的日子(PDF)和KENDON(2014)显示2010年代每月含有比观察记录中的任何其他十年的季节性英国降雨记录。

然而,降雨变化与西部苏格兰的平均值和极端降雨的均值和极端降雨的最大数量增加,对英格兰南部的卑鄙和极端降雨量很少或没有明显的变化。下图的上图还突出了英国冬季降雨中的大型年度年度和二等差异性,可以促进英国降雨挑战的长期趋势。

英国冬季气候的特点可以用北大西洋涛动指数来概括。正值通常与温和、潮湿和多风暴的冬天有关,负值与寒冷、干燥和平静的冬天有关。下图的下面板显示了冬季NAO的时间序列。这说明英国冬季降水的一定比例的年代际变化与NAO的年代际变化有关。

最近十年来,在最近的十年中,在最近的十年中发生了一系列非常显着的日报,每月和季节降雨全国规模极端。后者包括Storm Desmond,在2015年12月5日在Honister Pass(Cumbria)的341.4毫米的纪录中记录了最高的24小时降雨量。

还有一些更多的本地化记录,包括许多县,包括南约克郡,诺丁汉郡和林肯郡在2019年记录的最潮湿的秋天。

英国和北大西洋振荡(NAO)指数的冬季降雨。梅阁办公室图表
英国和北大西洋振荡(NAO)指数的冬季降雨。梅阁办公室图表

最极端降雨的当今风险

汤普森等人的研究(2017)使用了大量高分辨率气候模拟来估计英国发生前所未有的降雨事件的可能性——被称为“看不见”的方法。初始化的模拟可以用来创建一个比历史气候记录中可用的更大的伪事件样本。这些数据可以用来捕捉基于现实气象条件的看似可信但未被观测到的极端事件。分析总结:

“在至少一个地区至少一个月至少有一个月的前所未有的冬季降雨量有34%的概率 - 因此,我们可能会在未来几年内看到英国内部的前所未有的冬季降雨。”

这代表了英国气候产生的重大自然危害,影响大规模洪水和相关影响的风险暴露程度。该结果基于初始化模拟的集合,这意味着它们将包括在该估计内的自然变异性和最近的气候变化表示。虽然Thompson等人也注意到,因为分析基于1980 - 2015年的历史气氛,但它可能会低估当今气候变化的贡献。

英国降雨的高可变性意味着在普遍从人为气候变化中导致的英国规模的区域降雨趋势不会在此时的观察记录中可检测到(Sarojini等,2016)。

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这也是较短持续时间的情况(Kendon等人,2019年)。然而,使用观察和气候模型的组合,旨在估计气候变化如何影响某些类型的极端事件的可能性的组合,有一种越来越多的证据。

Christidis和Stott(2015)分析了极端冬季降雨,追求2013/14极端潮湿冬季的循环模式。由于人为气候变化,他们记录了在当今气候中的10天降雨量的疲软较低的疲软。

这个结果是有条件的概要那个冬天的条件,所以如果对其他观察到的极端事件重复该研究,预期定量结果会有所不同。但是,考虑调查结果是合理的,即气候变化增加了极端降雨量的风险。Christidis和Stott还发现了一些证据越来越多的趋势,频率越来越多的频率,在2013/14年的大气循环模式。

otto等人(2018)使用的观察数据,全球和区域气候模型模拟来估算气候变化对极端降雨事件的可能性的影响,例如2015年12月影响了英格兰北部和苏格兰的可能性。他们得出最佳估计,气候变化增加风险这种极端的降雨事件约为59%。然而,这具有庞大的不确定性范围,跨越0%至250%,强烈依赖于“事件”的定义。

在所有这些研究中,使用气候模型的使用对于量化这些概率至关重要,这些概率是单独的观察结果。为了归因于特定事件的气候变化的作用,定量估计对于所研究的事件非常具体。

然而,这些研究有助于越来越多的证据,即极端降雨是英国的重要风险因素,气候变化增加了极端降雨事件的可能性。

未来的风险

冬季降雨量的一般增加和较温暖的投影,潮湿的冬季冬季冬季冬季冬季冬季的含量一致。这对于最新的英国气候预测也是如此(UKCP18.;Lowe等人,2018年)的概率预测表明,到本世纪70年代,在高排放情景下,冬季降雨的第10 -90百分位变化范围在-1%至+35%之间。

气候变化也可能通过影响NAO和或气候射流来影响英国冬季天气。UKCP18中的证据之一(Murphy等人,2018年)确实显示了气候变化下的NAO阳性天气类型的发生,但这在项目中使用的其他合奏中没有复制,因此仍然是一些不确定性的领域。

冬季平均UKCP18陆股2(LS2)的各个气候模拟的降水趋势。厚蓝显示LS2平均值和黑线是观察(HADUK-GRID)。梅议会办公室的图表
冬季平均UKCP18陆股2(LS2)的各个气候模拟的降水趋势。厚蓝显示LS2平均值和黑线是观察(HADUK-GRID)。梅议会办公室的图表

上图所示的数据集合表明,相对于预计的变化,英国降雨中的变异很大。

然而,预计将来的极端湿冬季将来会增加严重程度。这意味着,与当前极端的冬季相当,例如2020年2月,预计将在未来变得更加普遍。但仍然存在干燥的冬季,这意味着这意味着英国将来需要适应更广泛的气候条件。

致谢:提交人感谢以下符合本文直接或通过相关讨论(但任何错误都是作者拥有的讨论):Nikos Christidis,Paul Davies,Nick Dunstone,Mike Kendon,Albert Klein-Trant,Jason Lowe,格雷厄姆马奇,卡罗尔麦克斯维埃,尼克雷纳,亚当·科苏飞,大卫塞克斯顿。

参考

Christidis,N.和P.A.Stott,2015. 2013/14年冬季在英国的极端降雨:大气循环和气候变化,美国遇见的公报的作用。SOC。https://doi.org/10.1175/bams-d-15-00094.1.

肯德邦,M。(2014),最近有一个近来的英国天气记录吗?天气,69:327-332。https://doi.org/10.1002/wea.2439

KENDON,M,MCCARTHY,M,JEVREJEVA,S,MATTHEWS,A,A,LEGG,T.英国气候2018年。INT J CLINATOL。2019年;39(4):1-55。https://doi.org/10.1002/joc.6213

Lowe, J.等人,2018。UKCP18科biwei6868学概览报告。https://www.metoffice.gov.uk/pub/data/weather/uk/ukcp18/biwei6868science-reports/UKCP18-Overview-report.pdf

墨菲,J.等。2018:UKCP18土地预测:科学报告biwei6868https://www.metoffice.gov.uk/pub/data/weather/uk/ukcp18/biwei6868science-reports/ukcp18-land-report.pdf.

OTTO,F.E.L等2018年气候变化增加了英格兰北部/南苏格兰大雨的概率,如暴风雨德尔蒙顿 - 重新审查的实时事件归属。环境。res。吧。13 024006https://iopbiwei6868science.iop.org/article/10.1088/1748-9326/1748-9326/A9663/META.

Sarojini,B.,Stott,P.&Black,E。人类影响区域降水的检测和归属。Nature Chem Change 6,669-675(2016)。https://doi.org/10.1038/nclimate2976

Thompson,V.,Dunstone,N.J.,Scaife,A.A.等等。目前气候下前所未有的英国降雨量的高风险。NAT Commun 8,107(2017)。https://doi.org/10.1038/s41467-017-00275-3

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