Atmosfäriska flodstormar driver kostsamma översvämningar - och klimatförändringarna gör dem starkare

Atmosfäriska floder levererar regn till Kalifornien 2017. NASA T

Be människor att namnge världens största flod, och de flesta kommer antagligen att gissa att det är Amazonas, Nilen eller Mississippi. Faktum är att några av jordens största floder är på himlen - och de kan producera kraftiga stormar, som den nu blötläggning Kalifornien.

Atmosfäriska floder är långa, smala fuktband i atmosfären som sträcker sig från tropikerna till högre breddegrader. Dessa floder på himlen kan transportera 15 gånger volymen av Mississippifloden. När den fukten når kusten och rör sig inåt landet, stiger den över bergen, genererar regn och snöfall och ibland orsakar extrem översvämning.

Atmosfäriska floder är en viktig vattenkälla för USA: s väst. NOAA

Under de senaste 20 åren, när observationsnätverk har förbättrats, har forskare lärt sig mer om dessa viktiga väderfenomen. Atmosfäriska floder förekommer globalt och påverkar västkusten av världens största landmassor, inklusive Portugal, Västeuropa, Chile och Sydafrika. Så kallade "ananas Express-stormar" som transporterar fukt från Hawaii till USA: s västkust är bara en av deras många smaker.

Min undersökning kombinerar ekonomi och atmosfärisk vetenskap för att mäta skador från svåra väderhändelser. Nyligen ledde jag ett team av forskare från Scripps Institution of Oceanography och Army Corps of Engineers i den första systematiska analysen av skador från atmosfäriska floder på grund av extrem översvämning. Vi fann att även om många av dessa händelser är godartade, orsakar den största av de flesta översvämningsskadorna i västra USA och atmosfäriska floder förutspås växa längre, våtare och bredare i ett värmande klimat.

Floder i himlen

Den 27 februari 2019 drev en atmosfärisk flod fram en vattendamp som är 350 mil bred och 1,600 XNUMX mil lång genom himlen från det tropiska norra Stilla havet till norra Kaliforniens kust.

Strax norr om San Francisco Bay, i Sonoma Countys berömda vinland, stormade stormen över 21 tum regn. Den ryska floden krönade på 45.4 fot - 13.4 fot över översvämningsstadiet.

För femte gången på fyra decennier nedsänktes staden Guerneville under den dunkla bruna översvämningsvatten i den nedre ryska floden. Skador endast i Sonoma län uppskattades till över US $ 100 miljoner.

Händelser som dessa har uppmärksammats de senaste åren, men atmosfäriska floder är inte nya. De har slingrats genom himlen i miljoner år och transporterat vattenånga från ekvatorn mot polerna.

På 1960-talet myntade meteorologer frasen "Pineapple Express" för att beskriva stormspår som har sitt ursprung nära Hawaii och bar varm vattenånga till Nordamerikas kust. I slutet av 1990-talet hade atmosfäriska forskare funnit att över 90% av världens fukt från tropikerna och subtroperna transporterades till högre breddegrader med liknande system, som de kallade "atmosfäriska floder. "

Under torra förhållanden kan atmosfäriska floder fylla på vattenförsörjningen och släcka farliga eldbränder. Under våta förhållanden kan de orsaka skadliga översvämningar och skräpflöden och orsaka lokala ekonomier.

Efter en atmosfärisk flodhändelse som orsakade allvarliga översvämningar i Chile, kan sediment som tvättas ner från sluttningarna i floden Itata ses som flyter upp till 50 kilometer från kusten. NASA Earth Observatory

Hjälpsam och skadlig

Forskare har visat under en tid att översvämningar på grund av atmosfäriska floder kan kosta mycket pengar, men tills vår studie hade ingen kvantifierat dessa skador. Vi använde en katalog över atmosfäriska flodhändelser sammanställda av Scripps Institution of Oceanography Centrum för västerländska väder- och vattenekstrem, och matchade det till 40 års översvämningsförsäkring och 20 år av skada för National Weather Service.

Vi fann att atmosfäriska floder orsakade i genomsnitt 1.1 miljarder dollar i översvämningsskador årligen i västra USA Mer än 80% av alla översvämningsskador i väst under åren vi studerade var förknippade med atmosfäriska floder. I vissa områden, till exempel kustnära Kalifornien, orsakade dessa system över 99% av skadorna.

Våra data visade att cirka 40 atmosfäriska floder under ett genomsnittligt år landade längs Stillahavskusten någonstans mellan Baja Kalifornien och British Columbia. De flesta av dessa händelser var goda: Cirka hälften orsakade inga försäkrade förluster, och dessa stormar fyllde regionens vattenförsörjning.

Men det fanns ett antal undantag. Vi använde en nyligen utvecklad atmosfärisk flodklassificeringsskala som rangordnar stormarna från 1 till 5, liknande system för kategorisering av orkaner och tornadon. Det fanns en tydlig koppling mellan dessa kategorier och observerade skador.

Atmospheric River kategori 1 (AR1) och AR2 stormar orsakade uppskattade skador under $ 1 miljon. AR4- och AR5-stormar orsakade medianskador på 10- och 100-miljoner dollar. De mest skadliga AR4 och AR5 genererade effekter på över 1 miljard dollar per storm. Dessa miljarder dollar stormar inträffade var tredje till fyra år.

En fuktigare atmosfär betyder sämre stormar

Vårt viktigaste resultat var ett exponentiellt samband mellan intensiteten av de atmosfäriska floderna och översvämningsskadorna de orsakade. Varje ökning i skalan från 1 till 5 var associerad med en tiofaldig ökning av skador.

Flera nyliga studier har modellerat hur atmosfäriska floder kommer att förändras under de kommande decennierna. Mekanismen är enkel: Växthusgaser fångar värme i atmosfären och värmer planeten. Detta får mer vatten att avdunsta från hav och sjöar, och ökad fukt i luften gör att stormsystemen blir starkare.

Liksom orkaner förväntas atmosfäriska floder växa längre, bredare och våtare i ett värmande klimat. Vårt konstaterande att skadorna ökar exponentiellt med intensiteten tyder på att även blygsamma ökningar i atmosfärisk flodintensitet kan leda till betydligt större ekonomiska effekter.

Bättre prognoser är avgörande

Jag anser att förbättring av atmosfäriska prognossystem bör vara en prioritering för att anpassa sig till ett förändrat klimat. Bättre förståelse för de atmosfäriska flodernas intensitet, varaktighet och landningsplatser kan ge värdefull information till invånare och räddningspersonal.

Det är också viktigt att avskräcka nybyggnation i områden med hög risk och hjälpa människor att flytta till säkrare platser efter stora katastrofer, snarare än ombyggnad på plats.

Slutligen understryker vår studie behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser. Dessa stormar kommer att fortsätta att komma, och de blir starkare. Enligt min mening är stabilisering av det globala klimatsystemet det enda långsiktiga sättet att minimera ekonomisk skada och risk för utsatta samhällen.

Om författaren

Tom Corringham, postdoktor i klimat, atmosfärvetenskap och fysisk oceanografi, University of California San Diego

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Rekommenderade böcker:

Yellowstone Wildlife i övergången

Över trettio experter upptäcker oroande tecken på ett system under belastning. De identifierar tre överordnade stressorer: invasiva arter, utveckling av privata sektorer av oskyddade länder och ett uppvärmningsklimat. Deras slutgiltiga rekommendationer kommer att forma diskussionen om tjugoförsta århundradet om hur man ska hantera dessa utmaningar, inte bara i amerikanska parker utan för bevarandeområden världen över. Mycket läsbar och fullt illustrerad.

För mer info eller för att beställa "Yellowstone's Wildlife in Transition" på Amazon.

Energy Glut: Klimatförändring och Fatness Politics

av Ian Roberts. Expert berättar historien om energi i samhället och placerar "fatness" bredvid klimatförändringen som manifestationer av samma grundläggande planetmalaise. Den här spännande boken hävdar att puls av fossilbränsle energi inte bara startade processen med katastrofala klimatförändringar, utan också drivit den genomsnittliga mänskliga viktfördelningen uppåt. Det erbjuder och utvärderar läsaren en uppsättning personliga och politiska avkoliseringsstrategier.

För mer info eller att beställa "The Energy Glut" på Amazon.

Sista stället: Ted Turner's Quest för att rädda en orolig planet

av Todd Wilkinson och Ted Turner. Entreprenör och media mogul Ted Turner kallar global uppvärmning det mest allvarliga hotet mot mänskligheten och säger att framtids tycoons kommer att präglas av utvecklingen av grön, alternativ förnybar energi. Genom Ted Turners ögon betraktar vi ett annat sätt att tänka på miljön, våra skyldigheter att hjälpa andra i nöd och de gravutmaningar som hotar civilisationens överlevnad.

För mer info eller för att beställa "Last Stand: Ted Turner Quest ..." på Amazon.