Den första snöstorm av 2015 sett från rymden. NOAA / NASA, CC BY

Vid första anblicken, frågar om den globala uppvärmningen leder till mer snö kan verka som en dum fråga eftersom det självklart, om det blir tillräckligt varmt, det finns ingen snö. Följaktligen har förnekare av klimatförändringarna används senaste snö tippar att ifrågasätta på ett uppvärmningsklimat från mänskliga influenser. Ändå kunde de inte vara mer fel.

För att förstå anslutningen måste vi se vilka villkor som gör för de tyngsta snöfallarna. Då kan vi titta på hur klimatförändringen påverkar dessa förhållanden, särskilt temperaturer i atmosfären och oceanerna, under vintrarna. Att studera dessa faktorer visar att det finns en större chans för tunga snöar i Nordamerika, men snösäsongens längd krymper redan på grund av den globala uppvärmningen.

Goldilocks Temperaturer

Det finns ett talesätt att det kan vara "för kallt för att snöa”! Självklart är det här en myt men den har grund för att atmosfären blir frystorkad när den är mycket kall. Det beror på att mängden fukt atmosfären kan hålla beror mycket på temperaturen. Under kalla förhållanden kommer snön sannolikt att bestå av mycket små kristaller och ibland är det mycket lätt och fluffigt och som "diamantdamm".

Däremot har de tyngsta snöfall inträffar med yttemperaturer från ca 28 ° F till 32 ° F - strax under fryspunkten. Naturligtvis, när det blir mycket över fryspunkten, vänder snön för regn. Så det finns en "Goldilocks" uppsättning villkor som är precis rätt för att resultera i en super snöstorm. Och dessa förhållanden blir mer sannolikt i mitten av vintern på grund av klimatförändringen människan orsakade.

Fysiken bakom detta fenomen styrs av a grundlag det berättar för oss att den maximala mängden fukt i atmosfären ökar exponentiellt med temperaturen - det är ju varmare atmosfären desto mer fukt kan luften hålla och därmed desto mer potential för nederbörd.

För de flesta förhållanden vid havsnivå, det finns en tumregel som säger att atmosfären kan hålla 4% mer vatten per en grad Fahrenheit temperaturökning. Vissa komplikationer kommer in som isen fasen in, men vi sätter dem åt sidan för nu. Det leder till en stor skillnad i fukt över temperaturskillnader: Vid 50 ° F (10 ° C) är dubbelt vattenhållande förmåga luft som vid 32 ° F (0 ° C) och vid 14 ° F (-10 ° C ) värdet är bara 24% att på 50 ° F.

mer Fukt

Faktum är att detta förhållande är grundläggande för varför det regnar (eller snöar).

När ett paket luft som innehåller vattenånga lyfts, rör det sig i lägre tryck, expanderar och kyler. Vid något tillfälle kan det inte längre hålla så mycket fukt och så kondenserar fukten till ett moln och bildar i slutändan regn eller snö. Lyften av luft kommer oftast från stormer, speciellt i varma fronter, eftersom varm luft rör sig över kallare luft eller kalla fronter, då kall luft pressar under varmare luft.

I alla stormar, är den huvudsakliga källan för nederbörd fukten redan i atmosfären i början av stormen. Denna fukt, som vattenånga, samlas av stormvindar, förs in i stormen, koncentrerades och fälldes ut. Följaktligen, om det finns mer fukt i miljön, det regnar (eller snö) hårdare.

Hur detta spelar ut när temperaturen är under fryspunkten? Temperaturer i Goldilocks intervallet mellan ungefär 28 ° F och 32 ° F, tillsammans med fukt, innebära mer snö: ja, skulle mängden snöfall 32 ° F vara åtminstone dubbelt så stor som vid 14 ° F. Det kan vara mycket mer eftersom den varma fuktiga flytande luft kan också bidra till intensifiering av stormen själv.

Nya vinterstormar och klimatförändringar

Extra-tropiska stormer i vinterform och utvecklas på skillnader i temperatur, som är störst mellan kontinenter och närliggande oceaner.

På vintern, den kalla torra luften över Nordamerika utgör en skarp kontrast med den relativt varma fuktiga luften över Golfströmmen och Nordatlanten. En kallfront leder södra utbrott av kall luft medan en varm front leder varm fuktig luft rubrik norrut när den stiger uppåt och bildar fällning i stormen.

Miljön i vilken alla stormar formen är nu annorlunda än det var bara 30 eller 40 år sedan på grund av global uppvärmning. Förändringar i atmosfärens sammansättning från mänskliga aktiviteter har ökat koldioxid och andra värmealstrande växthusgaser, med koldioxidhalten ökar med över 40% sedan omkring 1900 huvudsakligen från förbränning av fossila bränslen.

Det resulterande obalanser i energi värmer vår planet. Och över 90% av värmen har gått in i oceanerna. Förutom högre havsnivåer - över 2.5 inches sedan 1993 - har globala havytemperaturer (SST) ökat med 1 ° F sedan omkring 1970. 

Så minnet av den globala uppvärmningen är huvudsakligen i haven. I genomsnitt luften ovanför haven är varmare med mer än 1 ° F och fuktigare med 5% sedan 1970s från global uppvärmning. I Nordatlanten har det varit ytterligare uppvärmning och ytvattentemperaturen över 2 ° F över ett 1981-2010-medelvärde (som inkluderar en global uppvärmningskomponent) över en stor yta som sträcker sig mer än 1000 miles från Nordamerika. (se grafik ovan). En del av denna extra värme kan ha uppstått från avsaknaden av mycket orkanaktivitet i Atlanten under förra sommaren.

I februari 5-6, 2010 en snö "bomb" inträffat och ledde till vad som anges vid tidpunkten som "Snowmaggedon", som användes av flera konservativa senatorer till mock global uppvärmning och Al Gore. Men det var vinter och det fanns gott om kalla kontinentala luften. Det fanns en storm på rätt plats. Och det fanns ytan havstemperaturer ovanligt höga i subtropiska Atlanten - upp till 3 ° F (1.5 ° C) över det normala - vilket ledde till extraordinära mängder fukt som matas in i stormen. Och det resulterade i exceptionella snö mängder i Washington DC.

NASA / NOAA

Tidigare i år, mellan januari 26-28, 2015, var området som riktades mot den senaste vinterstormen, som kallades Juno av någon, lite längre norrut. Den utvecklande stormen var i precis rätt läge för att tappa in den höga fukten över havet och utvecklas som den upplevde den skarpa kontrasten mellan kontinenten och det relativt varma havet.

Över tre fot snö föll på vissa områden, var snöstormsförhållanden upplevda i New England och tunga hav och erosion uppstod i kustregioner i samband med de högre havsnivåerna i samband med global uppvärmning.

Framöver, i mitten av vintern, klimatförändringar innebär att snö kommer att öka eftersom atmosfären kan hålla 4% mer fukt för varje 1 ° F temperaturökning. Så länge det inte varmt över fryspunkten, är resultatet en större dumpa snö.

I motsats, i början och slutet av vintern, värmer det nog att det är mer sannolikt att regn, så den totala vintern snöfall inte ökar. Observationer av snötäcke för norra halvklotet visar verkligen en liten ökning av mitt i vintern (December-februari) men enorma förluster på våren (se snötäcket bilden ovan.) Detta är en del av en trend att mycket tyngre nederbörd i USA (se figur nedan), speciellt i nordöst.

USA: s nationella klimatbedömning

Uttryckt på ett annat sätt: om uppvärmningen orsakar mer eller mindre nederbörd varierar beroende på region, men det förändrar balansen mellan snö och regn. Så länge den håller sig under fryspunkten, snön soptippar är större, men snön säsongen krymper i båda ändar av vintern. Så mer tid spenderas regnar: skidåkare i vissa regioner gynnas i mitten av vintern men med en kortare skidsäsong.

Eftersom den ökade fukten i stormen också kan återkoppla och förstärka stormen själv, kan extra snö enkelt beställas 10% eller mer från klimatförändringskomponent.

Se även:

Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Förändringar i nederbörd med klimatförändringar. Klimatforskning, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]

Det finns en kraftig ökning i en-dagars nederbörds-ekstremer under koldsäsongen oktober till mars.

Nationell klimatbedömning data säger samma sak.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen.
Läs ursprungliga artikeln.

Om författaren

Kevin Trenberth är en Distinguished Senior Scientist vid National Center for Atmospheric Research. Han har varit starkt engagerad i den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (och delade Nobels fredspris i 2007) och Världsklimatforskningsprogrammet (WCRP). Han står för närvarande i programmet Global Energy and Water Exchanges (GEWEX) under WCRP. Han har över 200-referensartiklar och över 460-publikationer och är en av de mest citerade forskarna inom geofysik.

Upplysningsdeklaration: Kevin Trenberth mottar finansiering från Institutionen för energi och National Science Foundation.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon