英国气象局:为什么看到2020年2月创纪录的降雨

2月2020年2月英国潮湿的历史上一系列可以追溯到1862年。英格兰、威尔士和北爱尔兰都看见了他们历史上最潮湿的2月,苏格兰看到第二潮湿的。

总的来说,英国有209.1毫米的降雨平均2月的237%。这组超过193.4毫米的纪录在1990年2月。

降雨是平均水平的两倍多跨区域广泛。一些地区,包括兰开夏郡和西约克郡,记录超过平均水平的三倍,在当地,一些地区看到正常的2月降雨量超过四次。

也是一个值得注意的是温和的2月,尤其是英格兰东南部。总的来说,这是英格兰和威尔士的10日最热,但接近苏格兰和北爱尔兰的平均水平。

下面我详细解释为什么英国上个月经历了如此极端的降雨量,但首先总结:

• 非常湿的2020年2月向南是一个强大的和流离失所的急流和积极的北大西洋涛动。相关的强有力的南北面压力梯度在北大西洋导致英国被西风政权,一个接一个的气旋系统,给英国带来了持续的暴雨。
• 命名风暴席亚拉(2月7 - 8日),丹尼斯(2月15 - 16岁)和豪尔赫(2月28 - 29日)导致明显的日降雨量极端英国和2月降水总量的约占44%。
• 在当前气候估计有34%的概率出现破纪录的至少一个月的降雨量在冬季和英国的一个地区。
• 增加在冬季极端降雨和曾被观察到在最近几十年,但检测气候变化观测信号是具有挑战性的由于高自然变化在英国冬季降雨。
• 在基于事件的使用观察分析和气候模型归因研究提供了越来越多的证据表明气候变化已经增加,将进一步提高英国经历这样的极端降水的概率。
• 最新的英国气候预测(UKCP18)显示一般趋势湿润,冬季温和。2070年对于高排放场景意味着冬季降雨可能会改变-1% + 35%。月2020年2月与尽可能多的降雨(正常的237%)预计将在21世纪越来越频繁。

破纪录的2月

下图(左)表明了极端——和——降雨是上个月,相对于从1981年到2010年的平均水平。此外,在右边,它显示了温度异常。

降雨量1981 - 2010年平均(%)和温度(摄氏1981 - 2010年相对于平均)异常地图2020年2月。图:气象局

相对干旱后2月第一周的大部分时间里,天气变得更加不安和持久,有时,大雨造成一连串的低压系统穿越英国。

下面的图表显示了英国每天的降雨量在冬季2019/2020,这突显出特别极端的山峰与命名风暴席亚拉(2月8 - 9)和丹尼斯(2月15 - 16)。

平均27毫米积累在英国2月15日(丹尼斯)是第二高的英国每日降雨量总气象局系列可以追溯到1891年,2月8日与21毫米(席亚拉)31日最高(在超过47176天的数据)。

有两个如此广泛的极端降水事件在同一日历月是非常罕见的。风暴席亚拉,丹尼斯和Jorge仅占超过44%的总降雨量在2020年2月。

每日平均降雨量为英国冬天的2019/20。图:气象局

大规模的循环

的北大西洋涛动(NAO)是指大规模的表面压力梯度的变化在北大西洋地区,在冬季主要是“积极的”2019/20。这意味着南北之间的压力梯度穿过北大西洋“冰岛低压”和“亚速尔高压”比正常,强劲的西风流中的英国政权。

上层射流也比平时更强更向南的跟踪、指导北大西洋风暴轨迹向英国和北欧。这些情况都是总结2020年2月在下面的三位数。

积极NAO在冬天通常是与整个北欧地区条件和drier-than-average条件南欧和地中海地区,如下图中的再分析显示一直在2020年2月。

左上:平均海平面压力(hPa) 2020年2月在北大西洋和欧洲部门。右上:250 hpa (百帕斯卡风速(颜色)和方向(箭头)。较低的面板:降雨率异常为2020年2月在欧洲。再分析数据提供的NOAA /桨/ ESRL PSD,科罗拉多州博尔德,从他们的网站https://www.esrl.noaa.gov/psd/

我们可以理解形势的背景下通过观察复合材料过去非常潮湿和干燥的年。下图展示了北大西洋急流(250 hpa风速)和欧洲三套复合年降雨异常:五个最潮湿的2月英国(1923年、1990年、1997年、2002年和2014年);五个干燥2月(1895年、1921年、1932年、1934年和1986年);和最近的五年2月平均降雨量(1879年、1882年、1897年、1992年和1994年)。

最近的“平均”集而不是使用一个标准的气候学(正式引用气候学时期1961 - 1990和1981 - 2010年),因为“最接近平均”提供可比的基础上比较潮湿和干燥的复合材料。

在极其湿年,急流更强,南风跟踪整个英国比相比,“平均”组合。在极端干旱年份,上层环流是欧洲西部的“封锁”。极湿年积极NAO高降雨量在欧洲北部和南部降雨赤字。

下图显示了极端的干旱年份为欧洲降雨产生相反的空间格局。2020年2月期间的大气环流模式非常相似,大小和其他极端潮湿的2年。

上层板:250 hpa复合湿风速,平均干燥2月在英国——参见上面的文本。降低电池板:降雨异常对欧洲同一套年。再分析数据提供的NOAA /桨/ ESRL PSD,科罗拉多州博尔德,从他们的网站https://www.esrl.noaa.gov/psd/

英国的冬天越来越潮湿或暴风雨吗?

下图显示了英国的冬季平均降雨量从1862年到现在。最近十年(2010 - 2019)的冬天已经比1981 - 2010年和5%湿润湿润的12% 1961 - 1990。

十大最潮湿的冬天,四个自2007年以来发生了自1990年以来,7。

与这些变化我们也观察到的总降雨量增加了17%非常潮湿的天(pdf)和Kendon (2014年显示英国2010年代每月含有更多的季节性降雨记录比其他任何十年观测记录。

然而,降雨量变化区域相关最显著的增加意味着和极端降雨在苏格兰西部,很少或没有明显改变英格兰南部。如下图的上面板还强调了大型英国冬季降水的年际和年代际变化,可以使长期趋势的健壮的检测在英国降雨具有挑战性。

英国的冬天气候的特点可以总结使用索引的北大西洋振荡。积极的价值观与一般温和,湿润,冬季暴风雨,和消极的价值观与冷,干燥和平静的。较低的面板下面的图显示了一个时间序列的冬季NAO。这表明一些比例的英国冬季降水的年代际变化与NAO的年代际变化。

一群非常重要的每日、每月、季降水极端全国范围内发生在最近的十年包括极端潮湿的冬季的2013/14和2015/16。后者包括风暴德斯蒙德,记录24小时降雨量最高记录2015年12月5日英国的341.4毫米在Honister(坎布里亚郡)。

一套更本地化的记录数量也被许多县包括南约克郡,诺丁汉郡和林肯郡自己2019年历史上最潮湿的秋天。

冬季降雨对英国和北大西洋涛动(NAO)指数。图表由气象局

今天的极端降水的风险

汤普森等人的研究(2017年)使用一个大的高分辨率气候模拟估计英国的前所未有的降雨的可能性——被称为“看不见的”方法。启动的模拟可以用来创建一个更大的样本假冒事件比可以从历史气候记录。这些可以用来捕获似是而非,但没有观察到,极端事件都是基于现实的气象条件。分析总结:

“有一种前所未有的冬季每月总降雨量34%概率至少一个月——这是在至少一个地区,因此,可能我们会看到前所未有的冬季降雨在英国在未来几年。”

它标志着一个重大的自然灾害引起的英国气候影响风险水平的大规模洪水和相关的影响。这个结果是基于一个初始化模拟,这意味着他们将包括表示最近的自然变化和气候变化中估计。尽管汤普森等人也注意到,因为历史气候的分析是基于1980年到2015年,它可能是低估了气候变化对当下的贡献。

英国降雨意味着趋势的高可变性在地区降雨量在英国的规模产生直接从人为气候变化预计将检测到的观测记录(这个时候Sarojini et al, 2016年)。

这也是短时间极端情况下(Kendon et al, 2019年)。但是有越来越多的证据使用的组合观测和气候模型利用估计气候变化是如何影响某些类型的极端事件的可能性。

Christidis和斯托特(2015年)分析了极端冬季降水的环流模式建立在极端潮湿的冬季的2013/14。他们记录转移到疲软的风险增加10天降水极端大约七倍在今天的气候,由于人为的气候变化。

这个结果是有条件的天气条件的冬天,所以定量结果将会不同,如果研究重复其他极端事件。但它是合理的研究结果表明,考虑气候变化增加了冬季降水极端的风险。Christidis斯托特也发现了一些证据越来越趋势等大气环流模式的频率的2013/14。

奥托et al (2018年)使用观测数据,全球和区域气候模型模拟估计的影响气候变化对极端降雨事件的可能性,如影响英格兰北部和苏格兰2015年12月。他们的结论是最好的估计,气候变化增加了极端降水事件的风险大约59%。然而,这有大量不确定性范围跨越0%到250%和强烈依赖于“事件”的定义。

在所有这些研究气候模型的使用是至关重要的量化这些概率不可能独自从观察。对归因的作用尤其是气候变化事件,定量估计非常特定于事件的研究。

然而,这些研究有助于越来越多的证据表明,极端降雨是英国的重要危险因素,气候变化增加了极端降水事件的可能性。

未来的风险

一般在冬天增加降雨和投影的温暖,潮湿的冬天已经从过去的一个一致的结果集的英国气候预测。这也适用于最新的英国气候预测(UKCP18;劳等人,2018年)的概率预测的10 th - 90范围变化在冬季降雨量2070年代的高排放情况的-1% + 35%。

气候变化也会影响英国通过影响NAO和冬天的天气或气候急流。UKCP18(链的证据之一墨菲et al, 2018年)并显示发生NAO增加积极的天气类型下气候变化,但这不是复制在其他乐团中使用一些不确定性的项目,因此仍然是一个区域。

冬天意味着降水趋势从个体从陆地气候模拟链2 (UKCP18 LS2)。厚的蓝色显示了LS2均值和黑色的线是观察(HadUK-Grid)。图表由气象局

上图所示的合奏的数据表明,变化在英国降雨量大相对于预期的变化。

然而,极端潮湿的冬季预计将增加在未来的严重性。这意味着冬天与今天的极端,如2020年2月,预计将在未来变得更加普遍。但干燥的冬天还会发生,因此这意味着英国需要适应在未来更大范围的气候条件。

确认:作者谢谢以下气象局同事造成本文直接或通过相关讨论(但任何错误是作者自己):Nikos Christidis,保罗·戴维斯尼克•邓斯通迈克Kendon,阿尔伯特·Klein-Tank詹森•劳格雷厄姆写马奇,卡罗尔在筹划,尼克•雷纳亚当•斯凯夫大卫·塞克斯顿。