Jak się dowiedzieć, czy zmiany klimatu spowodowały pogodę?

Po niezwykle intensywnej fali upałów, ulewy lub suszy Noah Diffenbaugh i jego grupa badawcza nieuchronnie otrzymują telefony i e-maile z pytaniem, czy zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka odegrały jakąś rolę.

Nowe ramy pomogą im reagować.

„Pytanie zadaje opinia publiczna i ludzie, którzy próbują podejmować decyzje dotyczące zarządzania ryzykiem związanym ze zmieniającym się klimatem”, mówi Diffenbaugh, profesor nauk o systemie Ziemi w Szkole Nauk o Ziemi, Energii i Środowisku Uniwersytetu Stanforda.

„Uzyskanie dokładnej odpowiedzi jest ważne we wszystkim, od rolnictwa po składki ubezpieczeniowe, międzynarodowe łańcuchy dostaw i planowanie infrastruktury”.

W przeszłości naukowcy zazwyczaj unikali łączenia poszczególnych zdarzeń pogodowych ze zmianą klimatu, powołując się na wyzwania związane z oddzieleniem wpływu człowieka od naturalnej zmienności pogody. Ale to się zmienia.

„W ciągu ostatniej dekady nastąpiła eksplozja badań, do tego stopnia, że ​​widzimy wyniki opublikowane w ciągu kilku tygodni od ważnego wydarzenia”, mówi Diffenbaugh, który jest również starszym pracownikiem w Instytucie Środowiska Stanforda Woodsa.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Cztery kroki

W nowym badaniu opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences, Diffenbaugh i współpracownicy nakreślają czteroetapową „ramę” testowania, czy globalne ocieplenie przyczyniło się do rekordowych wydarzeń pogodowych. Nowy artykuł jest najnowszym artykułem w rozwijającej się dziedzinie nauk o klimacie zwanej „atrybucją ekstremalnych zdarzeń”, która łączy analizy statystyczne obserwacji klimatu z coraz mocniejszymi modelami komputerowymi do badania wpływu zmian klimatu na poszczególne ekstremalne zdarzenia pogodowe.

„Nasze podejście jest bardzo konserwatywne. To jak domniemanie niewinności w naszym systemie prawnym…”

Aby uniknąć niewłaściwego przypisania zdarzenia do zmiany klimatu, autorzy rozpoczęli od założenia, że ​​globalne ocieplenie nie odegrało żadnej roli, a następnie wykorzystali analizy statystyczne, aby sprawdzić, czy to założenie jest prawdziwe. „Nasze podejście jest bardzo konserwatywne” – mówi Diffenbaugh. „To jak domniemanie niewinności w naszym systemie prawnym: domyślnie jest to, że zdarzenie pogodowe było po prostu pechem, a naprawdę wysoki ciężar dowodu jest wymagany, aby przypisać winę za globalne ocieplenie”.

Autorzy zastosowali swoje ramy do najgorętszych, najbardziej mokrych i najsuchszych wydarzeń, które miały miejsce w różnych częściach świata. Odkryli, że globalne ocieplenie spowodowane ludzką emisją gazów cieplarnianych zwiększyło szanse na najgorętsze wydarzenia na ponad 80 procentach powierzchni globu, dla której dostępne były obserwacje.

„Nasze wyniki sugerują, że świat nie znajduje się w punkcie, w którym każde rekordowe gorące wydarzenie ma wykrywalny ludzki odcisk palca, ale jesteśmy już blisko” – mówi Diffenbaugh.

W przypadku najbardziej suchych i mokrych wydarzeń autorzy stwierdzili, że wpływ człowieka na atmosferę zwiększył szanse na około połowie obszaru, na którym prowadzone są wiarygodne obserwacje.

„Opady są z natury głośniejsze niż temperatura, więc spodziewamy się, że sygnał będzie mniej wyraźny” – mówi Diffenbaugh. „Jednym z najwyraźniejszych sygnałów, jakie widzimy, jest wzrost szans na ekstremalne suche zdarzenia w tropikach. W tym miejscu obserwujemy również największy wzrost szans na przedłużające się gorące wydarzenia – połączenie, które stanowi realne ryzyko dla wrażliwych społeczności i ekosystemów”.

Zespół badawczy w ostatnich latach opracowuje ramy zdarzeń ekstremalnych, koncentrując się na pojedynczych zdarzeniach, takich jak susza w Kalifornii w latach 2012-2017 i katastrofalne powodzie w północnych Indiach w czerwcu 2013 r. W nowym badaniu głównym celem było przetestowanie zdolności ram oceny zdarzeń w wielu regionach świata i wykraczania poza ekstremalne temperatury i opady, na które kładzie się nacisk w większości badań atrybucji zdarzeń.

Lód morski i fale upałów

Jednym z głośnych przypadków testowych był arktyczny lód morski, który zmniejszył się o około 40 procent w sezonie letnim w ciągu ostatnich trzech dekad. Kiedy członkowie zespołu zastosowali swoje ramy do rekordowo niskiej pokrywy lodu morskiego w Arktyce obserwowanej we wrześniu 2012 r., odkryli przytłaczające dowody statystyczne na to, że globalne ocieplenie przyczyniło się do dotkliwości i prawdopodobieństwa pomiarów lodu morskiego z 2012 roku.

„Tendencja w Arktyce była naprawdę stroma, a nasze wyniki pokazują, że osiągnięcie rekordowo niskiego zasięgu lodu morskiego bez globalnego ocieplenia byłoby niezwykle mało prawdopodobne” – mówi Diffenbaugh.

Inną mocną stroną wielotorowego podejścia, jak twierdzi zespół, jest to, że można go wykorzystać do badania nie tylko warunków pogodowych na powierzchni, ale także meteorologicznych „składników”, które przyczyniają się do rzadkich zdarzeń.

„Na przykład odkryliśmy, że wzorzec ciśnienia atmosferycznego, który wystąpił nad Rosją podczas fali upałów w 2010 roku, stał się bardziej prawdopodobny w ostatnich dziesięcioleciach, a globalne ocieplenie przyczyniło się do tych szans” – mówi współautor Daniel Horton, adiunkt na Northwestern University oraz były postdoc w laboratorium Diffenbaugha, który prowadził badania nad wpływem wzorców ciśnienia atmosferycznego na ekstremalne temperatury powierzchni. „Jeśli szanse na pojedynczy składnik zmieniają się – jak wzorce ciśnienia, które prowadzą do fal upałów – to stawia kciuk na wadze w przypadku ekstremalnego zdarzenia”.

Diffenbaugh widzi w nadchodzących latach rosnące zapotrzebowanie na rygorystyczną, ilościową atrybucję zdarzeń. „Kiedy spojrzysz na dane historyczne, nie ma wątpliwości, że globalne ocieplenie się dzieje i że skrajności rosną w wielu częściach świata” – powiedział. „Ludzie podejmują wiele decyzji – krótko- i długoterminowych – które zależą od pogody, więc sensowne jest, aby wiedzieć, czy globalne ocieplenie zwiększa prawdopodobieństwo rekordowych wydarzeń. Jako naukowcy chcemy mieć pewność, że przy podejmowaniu decyzji mają dokładne, obiektywne i przejrzyste informacje, z którymi mogą pracować”.

Prace sfinansowały National Science Foundation, Department of Energy, National Institutes of Health oraz Stanford University.

Źródło: Stanford University

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon