Historyczne powodzie na Środkowym Zachodzie, w tym farma w Nebrasce, spowodowały rozległe szkody. DroneBase przez AP

Powódź na Środkowym Zachodzie wywołana intensywnym „cyklon bombowy, ”Zdewastował części regionu, które nawiedziły powodzie w ostatnich dziesięcioleciach.

Powodzie są wywoływane przez ekstremalne opady deszczu, często połączone z warunkami gruntowymi, takimi jak ziemia nasycona lub zamarznięta, które utrudniają przenikanie wody do gleby, co zwiększa spływ.

Globalne ocieplenie może potencjalnie zintensyfikować obieg wody na Ziemi, co wpłynie na ilość, częstotliwość, intensywność i czas trwania opadów deszczu i śniegu. Jako mój Badania naukowe prace innych wykazały, że wszystkie te zmiany zwiększają ryzyko powodzi w stanach środkowego zachodu.

Mokry Środkowy Zachód

Wśród naukowców panuje silny konsensus co do zmian klimatu wiele części świata jest bardziej wilgotnych. Dzieje się tak, ponieważ wyższe temperatury zwiększają szybkość parowania wilgoci z powierzchni Ziemi, a cieplejsze powietrze zatrzymuje więcej wilgoci niż chłodne. Na każdy stopień ocieplenia 1, zdolność zatrzymywania wilgoci w atmosferze wzrasta o około 7 procent, w oparciu o ugruntowane prawa fizyki.

Gdy powietrze staje się wilgotne, możemy spodziewać się większej ilości opadów - ale wzrost nie jest jednolity. Zakładając, że wzory wiatru nie zmieniają się znacząco, więcej wilgoci zostanie przeniesione do niektórych regionów pod wpływem torów sztormowych. Oznacza to, że obszary dotknięte sztormem mogą doświadczyć ponadprzeciętnego wzrostu ryzyka opadów i powodzi, podczas gdy obszary położone z dala od torów burzowych prawdopodobnie będą miały mniejsze opady i większe ryzyko suszy.

Środkowy zachód USA znajduje się w strefa konwergencji gdzie spotykają się wiatry wiejące ze wschodu i zachodu. The strumień strumienia polarnego wieje z zachodu na wschód wzdłuż granicy ciepłego i zimnego powietrza i regularnie wywołuje burze, szczególnie w chłodnych porach roku.

Korzystając z danych z US Historical Climatology Network, wykazałem, że od 1951 do 2013 oznacza średnie opady dla Stanów Zjednoczonych zwiększony o 1.6 procent na dekadę. Na środkowym zachodzie jednak wzrosła o około 2.1 procent na dekadę, a opady zimowe wzrosły o 3.7 procent na dekadę. Około połowa tego wzrostu spowodowana była częstszymi burzami, a drugą połowę można przypisać wzrostowi intensywności burz.

Użyłem również regionalnych modeli klimatu o wysokiej rozdzielczości do symulować przyszłe zmiany klimatu na Środkowym Zachodzie dla okresu 2040-2070 w porównaniu do 1970-2000. W tym badaniu stwierdziłem, że średnie opady w całym regionie prawdopodobnie wzrosną o 8 procent w połowie wieku, a opady zimowe prawdopodobnie wzrosną nawet o 12 procent. W północnej części regionu można zaobserwować jeszcze większy wzrost, prawdopodobnie z powodu większego parowania z Wielkich Jezior wynikającego z wyższych temperatur i mniejszej pokrywy lodowej w zimie w miarę ocieplania się regionu.

Sztormowa pogoda

Przy większej wilgotności w atmosferze systemy burzowe mogą powodować większe opady deszczu. Zwiększa się również zwiększona wilgotność w atmosferze Ciepło - ciepło uwalniane przez parę wodną, ​​skraplającą się w krople cieczy w powietrzu. Ciepło to zapewnia więcej energii w celu zwiększenia intensywności burz.

Przewiduje się, że bardziej intensywne opady będą miały miejsce w stanach środkowo-zachodnich. Shuang-Ye Wu University of Dayton, North American Regional Assessment Programme, CC BY

Czynniki te oznaczają, że zmiany klimatu prawdopodobnie spowodują nieproporcjonalny wzrost intensywnych opadów atmosferycznych na Środkowym Zachodzie, trend, który jest już widoczny w przypadku historycznych danych klimatycznych. Od 1951 do 2013, moje badanie znalazło lekkie i umiarkowane opady na środkowym zachodzie wzrosły o około 1 procent na dekadę, podczas gdy ciężkie opady wzrosły o 4.4 procent na dekadę.

Prognozuje się, że średnie opady w regionie wzrosną o około X procent 8 do połowy stulecia, ale przewiduje się, że silne burze - o skali, która może wystąpić tylko raz w latach 25 - wzrost o 20 procent.

Częstsze powodzie

Wszystkie te zmiany znacząco zmienią hydrologię powodzi. Badanie 2015, w którym zbadano dane zrzutów ze stacji mierników strumienia 774 US Geological Survey na środkowym zachodzie od 1962 do 2011, wykazało, że procent 34 stacji pokazał znaczny wzrost częstotliwości powodzi. Najbardziej wyraźny wzrost nastąpił wiosną w przypadku powodzi związanych z topnieniem śniegu, deszczem spadającym na zamarzniętą ziemię i wydarzeniami polegającymi na padaniu śniegu. Oprócz rosnących opadów, analiza wykazała, że ​​wcześniejsze topnienie śniegu i zmiany stosunku opadów do śniegu spowodowane wyższymi temperaturami również powodują silny wzrost wiosennych powodzi na środkowym zachodzie.

Inne badanie przewidywało zmiany w powodziach ze względu na zmiany klimatu i obliczyło, jak często średnia powódź w 20 wieku 100 w roku - czyli wystarczająco duża, aby mieć tylko procentową szansę 1 na wystąpienie w danym roku lub raz na sto lat - jest prawdopodobnie powtórzy się w 21st wieku. Dla większości środkowego zachodu autorzy oszacowali, że prawdopodobieństwo takich powodzi było prawdopodobnie podwoi się w 21st wieku, aby można było spodziewać się, że niegdyś powódź w roku 100 wystąpi średnio co roku w roku 50.

W trzecim badaniu, opublikowanym w 2016, zbadano, w jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na przepływ strumieni w północno-wschodniej i na środkowym zachodzie. Wielkość i czas przepływu strumienia mogą wpływać na dostawy i jakość wody, systemy infrastruktury i życie wodne. Badanie to wykazało, że w tym stuleciu prawdopodobne byłyby średnie trzydniowe maksymalne poziomy przepływu w 100 roku wzrost o 10 do 20 procent dla regionu środkowego zachodu.

Tymczasem ludzie w Nebrasce, Iowa, Wisconsin, Minnesocie i Południowej Dakocie dotknięci ostatnią burzą oceniają szkody. NOAA na początku tego miesiąca przewiduje, że historyczne powodzie nastąpi więcej deszczu i zalewam tej wiosny. Obecne wody powodziowe powinny pozostać przez miesiące

O autorze

Shuang-Ye Wu, profesor geologii, University of Dayton

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon