Atmosferyczne rzeki dostarczają deszcz do Kalifornii w 2017 roku. NASA T
Poproś ludzi o podanie nazwy największej rzeki świata, a większość prawdopodobnie zgadnie, że to Amazonka, Nil lub Missisipi. W rzeczywistości niektóre z największych rzek Ziemi znajdują się na niebie - i mogą wytwarzać potężne burze, takie jak ta teraz Moczenie Kalifornii.
Rzeki atmosferyczne to długie, wąskie pasma wilgoci w atmosferze, które rozciągają się od tropików do wyższych szerokości geograficznych. Te rzeki na niebie mogą transportować 15-krotność objętości rzeki Missisipi. Kiedy ta wilgoć dociera do wybrzeża i przenosi się w głąb lądu, unosi się nad górami, generując deszcz i opady śniegu, a czasem powodując ekstremalne powodzie.
W ciągu ostatnich 20 lat, wraz z poprawą sieci obserwacyjnych, naukowcy dowiedzieli się więcej o tych ważnych zjawiskach pogodowych. Rzeki atmosferyczne występują na całym świecie, dotykając zachodnich wybrzeży głównych mas lądowych na świecie, w tym Portugalii, Europy Zachodniej, Chile i Południowej Afryki. Tak zwane burze „Pineapple Express”, które przenoszą wilgoć z Hawajów na zachodnie wybrzeże USA, to tylko jeden z wielu ich smaków.
Moje badania łączy ekonomię i naukę o atmosferze do pomiaru szkód spowodowanych trudnymi warunkami pogodowymi. Niedawno kierowałem zespołem naukowców z Scripps Institution of Oceanography i Army Corps of Engineers w pierwszej systematycznej analizie szkody spowodowane przez rzeki atmosferyczne w wyniku ekstremalnych powodzi. Odkryliśmy, że chociaż wiele z tych zdarzeń jest łagodnych, największe z nich powodują większość szkód powodziowych w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Przewiduje się, że rzeki atmosferyczne będą się rozwijać dłuższe, bardziej wilgotne i szersze w ocieplającym się klimacie.
Rzeki na niebie
27 lutego 2019 r. Atmosferyczna rzeka popchnęła pióropusz pary wodnej o szerokości 350 mil i długości 1,600 mil przez niebo, od tropikalnego Oceanu Spokojnego po wybrzeże północnej Kalifornii.
Na północ od zatoki San Francisco, w słynnym kraju winiarskim hrabstwa Sonoma, burza opadła 21 cali deszczu. Rosyjska rzeka przepłynęła na wysokości 45.4 stóp - 13.4 stóp nad poziomem powodzi.
Po raz piąty od czterech dekad miasto Guerneville zostało zanurzone w ciemnobrązowych wodach powodziowych dolnej rzeki Rosji. Uszkodzenia w samym hrabstwie Sonoma oszacowano na ponad 100 milionów USD.
Wydarzenia takie jak te zwróciły uwagę w ostatnich latach, ale atmosferyczne rzeki nie są niczym nowym. Wędrowali po niebie przez miliony lat, przenosząc parę wodną z równika w kierunku biegunów.
W latach 1960. meteorologowie wymyślili zwrot „Pineapple Express”, aby opisać ślady burz, które powstały w pobliżu Hawajów i niosły ciepłą parę wodną na wybrzeże Ameryki Północnej. Pod koniec lat 1990. XX wieku naukowcy zajmujący się badaniem klimatu odkryli, że ponad 90% światowej wilgoci z tropików i podzwrotników zostało przetransportowane na wyższe szerokości geograficzne przez podobne systemy, które nazwali „rzeki atmosferyczne".
W suchych warunkach rzeki atmosferyczne mogą uzupełniać zapasy wody i gasić niebezpieczne pożary. W mokrych warunkach mogą powodować niszczycielskie powodzie i przepływy śmieci, siejąc spustoszenie w lokalnych gospodarkach.
Pomocny i szkodliwy
Naukowcy od pewnego czasu wiedzą, że powodzie spowodowane atmosferycznymi rzekami mogą kosztować dużo pieniędzy, ale do czasu naszego badania nikt nie ocenił tych szkód. Korzystaliśmy z katalogu atmosferycznych wydarzeń rzecznych opracowanego przez Scripps Institution of Oceanography's Centrum zachodniej pogody i ekstremów wodnychi dopasował ją do 40 lat historii ubezpieczenia powodziowego i 20 lat szacunków szkód przeprowadzonych przez National Weather Service.
Odkryliśmy, że rzeki atmosferyczne powodowały średnio 1.1 miliarda dolarów strat powodziowych rocznie w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Ponad 80% wszystkich szkód powodziowych na Zachodzie w badanych latach było związanych z rzekami atmosferycznymi. Na niektórych obszarach, takich jak wybrzeże północnej Kalifornii, systemy te spowodowały ponad 99% szkód.
Nasze dane wykazały, że w ciągu przeciętnego roku około 40 atmosferycznych rzek dopłynęło do wybrzeża Pacyfiku gdzieś między Baja California a Kolumbią Brytyjską. Większość z tych wydarzeń była łagodna: około połowa nie spowodowała żadnych ubezpieczonych strat, a burze te uzupełniły zasoby wodne regionu.
Ale było wiele wyjątków. Użyliśmy niedawno opracowanego skala klasyfikacji rzek atmosferycznych która uszeregowała burze od 1 do 5, podobnie jak systemy do klasyfikowania huraganów i tornad. Istnieje wyraźny związek między tymi kategoriami a zaobserwowanymi szkodami.
Sztormowe rzeki kategorii 1 (AR1) i burze AR2 spowodowały szacunkowe szkody poniżej 1 miliona dolarów. Burze AR4 i AR5 spowodowały medianę szkód odpowiednio w latach 10 i 100 milionów dolarów. Najbardziej niszczące AR4 i AR5 generowały uderzenia o wartości ponad 1 miliarda dolarów na sztorm. Te burze o wartości miliarda dolarów miały miejsce co trzy do czterech lat.
W mojej okolicy zeszłej nocy zaszkodziła burza. #pogoda sakramentalna #Atmosferyczna rzeka pic.twitter.com/K11oULQE03
- Ezra David Romero (@ezraromero) 27 stycznia 2021 r.
Wilgotna atmosfera oznacza gorsze burze
Naszym najbardziej znaczącym odkryciem był wykładniczy związek między intensywnością rzek atmosferycznych a powodowanymi przez nie szkodami powodziowymi. Każdy wzrost skali od 1 do 5 związany był z 10-krotnym wzrostem szkód.
Kilka Ostatnie badania modelowali zmiany atmosferycznych rzek w nadchodzących dziesięcioleciach. Mechanizm jest prosty: gazy cieplarniane zatrzymują ciepło w atmosferze, ogrzewając planetę. Powoduje to odparowywanie większej ilości wody z oceanów i jezior, a zwiększona wilgotność powietrza wzmacnia systemy sztormowe.
Podobnie jak huragany, rzeki atmosferyczne będą się rozwijać dłuższy, szerszy i bardziej wilgotny w ocieplającym się klimacie. Nasze odkrycie, że szkody rosną wykładniczo wraz z intensywnością, sugeruje, że nawet niewielki wzrost natężenia atmosferycznych rzek może prowadzić do znacznie większych skutków ekonomicznych.
{wembed Y=X3cP4egWRbk}
Lepsze prognozowanie ma kluczowe znaczenie
Uważam, że ulepszenie systemów prognozowania atmosfery powinno być priorytetem w dostosowywaniu się do zmieniającego się klimatu. Lepsze zrozumienie natężenia rzek atmosferycznych, czasu trwania i miejsc wyjścia na ląd może dostarczyć cennych informacji mieszkańcom i służbom ratunkowym.
Ważne jest również, aby zniechęcać do nowych konstrukcji na obszarach wysokiego ryzyka i pomagać ludziom w przeprowadzaniu się do bezpieczniejszych lokalizacji po poważnych katastrofach, zamiast odbudowywać je na miejscu.
Wreszcie nasze badanie podkreśla potrzebę ograniczenia globalnej emisji gazów cieplarnianych. Te burze będą się zbliżać i będą coraz silniejsze. Moim zdaniem stabilizacja globalnego systemu klimatycznego jest jedynym długoterminowym sposobem na zminimalizowanie szkód gospodarczych i ryzyka dla wrażliwych społeczności.
O autorze
Tom Corringham, doktorant w dziedzinie klimatu, nauki o atmosferze i oceanografii fizycznej, University of California San Diego
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Przyszłość, którą wybieramy: przetrwanie kryzysu klimatycznego
autorstwa Christiany Figueres i Toma Rivetta-Carnaca
Autorzy, którzy odegrali kluczową rolę w porozumieniu paryskim w sprawie zmian klimatu, przedstawiają spostrzeżenia i strategie radzenia sobie z kryzysem klimatycznym, w tym działania indywidualne i zbiorowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ziemia niezamieszkana: życie po ociepleniu
David Wallace-Wells
Ta książka bada potencjalne konsekwencje niekontrolowanych zmian klimatu, w tym masowe wymieranie, niedobór żywności i wody oraz niestabilność polityczną.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ministerstwo dla przyszłości: powieść
autorstwa Kima Stanleya Robinsona
Ta powieść przedstawia świat niedalekiej przyszłości zmagający się ze skutkami zmian klimatu i oferuje wizję tego, jak społeczeństwo może się zmienić, aby stawić czoła kryzysowi.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Pod białym niebem: natura przyszłości
Elżbieta Kolbert
Autor bada wpływ człowieka na świat przyrody, w tym zmiany klimatyczne, oraz potencjał rozwiązań technologicznych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie
pod redakcją Paula Hawkena
Ta książka przedstawia kompleksowy plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym rozwiązania z różnych sektorów, takich jak energetyka, rolnictwo i transport.