Pierwsza zamieć 2015 widziana z kosmosu. NOAA / NASA, CC BY
Na pierwszy rzut oka pytanie, czy globalne ocieplenie powoduje więcej śniegu, może wydawać się głupim pytaniem, ponieważ oczywiście, jeśli zrobi się wystarczająco ciepło, nie będzie śniegu. W związku z tym zaprzeczający zmianom klimatu skorzystali z ostatnich zwałów śniegu poddawać w wątpliwość w ocieplającym klimacie wpływów ludzkich. Jednak nie mogą się bardziej mylić.
Aby zrozumieć związek, musimy sprawdzić, jakie warunki powodują największe opady śniegu. Następnie możemy przyjrzeć się, w jaki sposób zmiany klimatu wpływają na te warunki, zwłaszcza temperatury w atmosferze i oceanach, podczas zimy. Badanie tych czynników ujawnia, że istnieje większa szansa na silne burze śnieżne w Ameryce Północnej, ale długość sezonu śnieżnego już maleje z powodu globalnego ocieplenia.
Złotowłosa Temperatury
Jest takie powiedzenie, że może to być „za zimno na śnieg”! Oczywiście jest to mit, ale ma on swoje podstawy, ponieważ atmosfera jest liofilizowana, gdy jest bardzo zimno. Jest tak, ponieważ ilość wilgoci, którą może utrzymać atmosfera, zależy bardzo silnie od temperatury. W niskich temperaturach śnieg prawdopodobnie składa się z bardzo małych kryształów, a czasem jest bardzo lekki i puszysty i przypomina „diamentowy pył”.
Natomiast największe opady śniegu występują przy temperaturach powierzchni od około 28 ° F do 32 ° F - tuż poniżej punktu zamarzania. Oczywiście, gdy osiągnie znacznie powyżej punktu zamarzania, śnieg zamienia się w deszcz. Istnieje więc zestaw „Złotowłosa” warunków, które są w sam raz, aby doprowadzić do super burzy śnieżnej. A warunki te stają się bardziej prawdopodobne w środku zimy z powodu zmian klimatu wywołanych przez człowieka.
Fizyką tego zjawiska rządzi podstawowe prawo to mówi nam, że maksymalna ilość wilgoci w atmosferze rośnie wykładniczo wraz z temperaturą - to znaczy im cieplejsza atmosfera, tym więcej wilgoci może zatrzymać powietrze, a tym samym większy potencjał opadów.
W większości warunków na poziomie morza obowiązuje ogólna zasada, że atmosfera może utrzymać 4% więcej wilgoci na jeden stopień wzrostu temperatury Fahrenheita. Pojawiają się pewne komplikacje, gdy wkracza faza lodowa, ale na razie je odłożyliśmy. To przekłada się na dużą różnicę wilgotności między różnicami temperatur: w 50 ° F (10 ° C) zdolność zatrzymywania wody w powietrzu jest dwukrotnie większa niż w 32 ° F (0 ° C) i w 14 ° F (-10 ° C ) wartość wynosi tylko 24% w przypadku 50 ° F.
Więcej wilgoci
W rzeczywistości związek ten ma fundamentalne znaczenie dlaczego pada deszcz (lub śnieg).
Kiedy paczka powietrza zawierająca parę wodną jest podnoszona, przechodzi w niższe ciśnienie, rozszerza się i chłodzi. W pewnym momencie nie może już utrzymać tak dużej ilości wilgoci, więc wilgoć skrapla się w chmurę i ostatecznie tworzy deszcz lub śnieg. Podnoszenie powietrza pochodzi głównie z burz, szczególnie na ciepłych frontach, gdy ciepłe powietrze porusza się nad chłodniejszym powietrzem lub zimnymi frontami, gdy zimne powietrze przepycha się pod cieplejszym powietrzem.
We wszystkich burzach głównym źródłem opadów jest wilgoć już w atmosferze na początku burzy. Wilgoć ta, podobnie jak para wodna, jest gromadzona przez wiatry sztormowe, wprowadzana do burzy, skoncentrowana i wytrącona. W związku z tym, jeśli w otoczeniu jest więcej wilgoci, mocniej pada (lub pada śnieg).
Jak to działa, gdy temperatura spada poniżej zera? Temperatury w przedziale Goldilocks wynoszą od około 28 ° F do 32 ° F, w towarzystwie wilgoci, oznaczają więcej śniegu: w rzeczywistości ilość opadów śniegu w 32 ° F byłaby co najmniej dwukrotnie wyższa niż w 14 ° F. Może być o wiele więcej, ponieważ ciepłe, wilgotne, pływające powietrze może również przyczynić się do nasilenia samej burzy.
Ostatnie burze zimowe i zmiany klimatu
Burze egzotyczne tropikalne w formie zimowej rozwijają się na różnicach temperatur, które są największe między kontynentami i przyległymi oceanami.
Zimą suche, zimne powietrze nad Ameryką Północną stanowi ostry kontrast ze stosunkowo ciepłym wilgotnym powietrzem nad Zatoką Zatokową i Północnym Atlantykiem. Zimny front prowadzi południowy wybuch zimnego powietrza, a ciepły front prowadzi ciepłe, wilgotne powietrze kierując się na północ, gdy wznosi się w górę i wytwarza opady atmosferyczne podczas burzy.
Środowisko, w którym powstają wszystkie burze, jest teraz inne niż tylko 30 lub 40 lata temu z powodu globalnego ocieplenia. Zmiany w składzie atmosfery spowodowane działalnością człowieka spowodowały wzrost dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych zatrzymujących ciepło, przy czym poziom dwutlenku węgla wzrasta o ponad 40%, ponieważ około 1900 głównie ze spalania paliw kopalnych.
Powstały brak równowagi energetycznej ogrzewa naszą planetę. Ponad 90% ciepła trafiło do oceanów. Oprócz wyższych poziomów mórz - o ponad X XUMUMX od 2.5 - globalne temperatury powierzchni morza (SST) wzrosły o 1993 ° F od około 1.
Pamięć o globalnym ociepleniu znajduje się głównie w oceanach. Średnio powietrze nad oceanami jest cieplejsze o więcej niż 1 ° F i moister przez 5% od 1970 z globalnego ocieplenia. Na Północnym Atlantyku nastąpiło dodatkowe ocieplenie, a temperatury powierzchni morza przekraczają 2 ° F powyżej średniej 1981-2010 (która obejmuje składnik globalnego ocieplenia) na ogromnej przestrzeni rozciągającej się ponad 1000 mil od wybrzeży Ameryki Północnej. (patrz grafika powyżej). Niektóre z tego dodatkowego ciepła mogły powstać z powodu braku dużej ilości huraganów na Atlantyku tego lata.
W lutym 5-6, 2010 miała miejsce śnieżna „bomba”, która doprowadziła do tak zwanej wówczas „Snowmaggedon”, której kilku konserwatywnych senatorów używało udawać globalne ocieplenie i Al Gore. Ale była zima i było dużo zimnego powietrza kontynentalnego. We właściwym miejscu była burza. A w subtropikalnym Oceanie Atlantyckim występowały niezwykle wysokie temperatury powierzchni morza - do 3 ° F (1.5 ° C) powyżej normy - co doprowadziło do tego, że do burzy doprowadzono nadzwyczajne ilości wilgoci. Spowodowało to wyjątkową ilość śniegu w rejonie Waszyngtonu.
NASA / NOAA
Na początku tego roku, między styczniem 26-28, 2015, obszar będący celem ostatniej burzy zimowej, zwanej przez niektórych Juno, znajdował się nieco dalej na północ. Rozwijająca się burza była we właściwej pozycji, aby dotknąć wysokiej wilgoci nad oceanem i rozwinąć się, ponieważ doświadczył ostrego kontrastu między kontynentem a stosunkowo ciepłym oceanem.
Na niektórych obszarach spadło ponad trzy stopy śniegu, w Nowej Anglii wystąpiły zamiecie, a w regionach przybrzeżnych wystąpiły ciężkie morza i erozja związane z wyższym poziomem mórz związanym z globalnym ociepleniem.
Idąc dalej, w środku zimy zmiany klimatu oznaczają, że opady śniegu wzrosną, ponieważ atmosfera może utrzymać 4% więcej wilgoci na każdy wzrost temperatury 1 ° F. Tak długo, jak nie nagrzewa się powyżej zera, rezultatem jest większy zrzut śniegu.
Natomiast na początku i na końcu zimy ogrzewa się na tyle, że jest bardziej prawdopodobne, że będzie padać, więc całkowity opad śniegu w zimie nie wzrasta. Obserwacje pokrywy śnieżnej na półkuli północnej rzeczywiście wykazują niewielki wzrost w połowie zimy (grudzień-luty), ale ogromne straty na wiosnę (patrz rysunek pokrywy śnieżnej powyżej). Wszystko to jest częścią tendencji do znacznie większych opadów w Stanach Zjednoczonych (patrz rysunek poniżej), szczególnie na północnym wschodzie.
Mówiąc inaczej: to, czy ocieplenie powoduje więcej czy mniej opadów, zależy od regionu, ale zmienia równowagę między śniegiem a deszczem. Tak długo, jak długo utrzymuje się poniżej zera, hałdy są większe, ale pora śniegu maleje na obu końcach zimy. Pada więc więcej czasu: narciarze w niektórych regionach korzystają w połowie zimy, ale z krótszym sezonem narciarskim.
Ponieważ zwiększona wilgotność podczas burzy może również sprzężić zwrotne i wzmocnić samą burzę, dodatkowy śnieg można łatwo zamówić 10% lub więcej z składnik zmiany klimatu.
Zobacz także:
Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Zmiany opadów atmosferycznych ze zmianami klimatu. Climate Research, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]
Nastąpił gwałtowny wzrost jednodniowe ekstremalne opady w zimnym sezonie od października do marca.
National Climate Assessment dane mówią to samo.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje.
Czytaj oryginalny artykuł.
O autorze
Kevin Trenberth jest wybitnym starszym naukowcem w National Center for Atmospheric Research. Był mocno zaangażowany w Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (i podzielił Pokojową Nagrodę Nobla w 2007) oraz Światowy Program Badań Klimatu (WCRP). Obecnie przewodniczy programowi Global Energy and Water Exchanges (GEWEX) w ramach WCRP. Ma na swoim koncie ponad recenzowane artykuły w czasopismach 200 oraz publikacje 460 i jest jednym z najczęściej cytowanych naukowców zajmujących się geofizyką.
Oświadczenie o ujawnieniu: Kevin Trenberth otrzymuje fundusze z Departamentu Energii i National Science Foundation.
Powiązane książki:
