Historisk översvämning i Mellanvästern, inklusive denna gård i Nebraska, har orsakat omfattande skador. DroneBase via AP

Översvämning i Mellanvästern, utlöst av en intensiv "bombcyklon, "Har förödat delar av regionen, som har plågats av översvämningshändelser de senaste decennierna.

Översvämningar utlöses av extrema regnhändelser, ofta kombinerade med markförhållanden, såsom mättad eller frusen mark, vilket gör det svårare för vatten att percolera ner i marken vilket ökar avrinningen.

Den globala uppvärmningen har potential att intensifiera jordens vattencykel, vilket kommer att ändra mängden, frekvensen, intensiteten och varaktigheten av regn och snöfall. Som min forskning och arbetet av andra har visat, alla dessa förändringar ökar risken för översvämningar för mellanstatliga stater.

En Mindre Midwest

Det finns stark konsensus bland forskare som klimatförändringar kommer att göra många delar av världen våtare. Detta händer eftersom högre temperaturer ökar hastigheten vid vilken fukt avdunstar från jordens yta, och varmare luft håller mer fukt än kall luft. För varje 1 grader Celsius av uppvärmning ökar atmosfärens fuktighetskapacitet med cirka 7 procent, baserat på väl etablerade fysiklagar.

När luften blir våtare, kan vi förvänta oss mer nederbörd - men ökningen är inte jämn. Om man antar att vindmönstret inte förändras signifikant, kommer mer fukt att transporteras till vissa regioner under påverkan av stormspår. Det innebär att stormstörda områden sannolikt kommer att uppleva större än genomsnittliga ökningar av nederbörd och översvämningsrisker, medan områden som ligger borta från stormspår sannolikt kommer att ha mindre nederbörd och större risk för torka.

US Midwest ligger i en konvergenszon där rådande vindar som blåser från öst och väst möts. De polar strålströmmen blåser från väst till öst längs gränsen mellan varm och kall luft och medför regelbundna stormar, särskilt under kalla årstider.

Med hjälp av data från US Historical Climatology Network, har jag visat att från 1951 till 2013, betyder nederbörd för USA ökade med 1.6 procent per årtionde. I Mellanvästern ökade den dock med cirka 2.1 procent per årtionde, och vinterfallet ökade med 3.7 procent per årtionde. Omkring hälften av denna tillväxt orsakades av mer frekventa stormer, och den andra hälften kan hänföras till en ökning av stormernas intensitet.

Jag har också använt högupplösta regionala klimatmodeller till simulera framtida klimatförändringar i Mellanvästern för perioden 2040-2070 jämfört med 1970-2000. I denna studie fann jag att genomsnittlig nederbörd över hela regionen sannolikt kommer att öka med 8 procent i mitten av århundradet, och vinterfallet kommer sannolikt att öka med så mycket som 12 procent. Den norra delen av regionen kunde se en ännu större ökning, sannolikt på grund av större förångning från de stora sjöarna som beror på högre temperaturer och mindre isskydd på vintern när regionen värmer.

Stormigare Väder

Med mer fukt i atmosfären, kommer stormsystemen troligen att producera tyngre regnhändelser. Förhöjd fuktighet i atmosfären ökar också latent värme - Värme som släpps av vattenånga, eftersom den kondenserar till flytande droppar i luften. Denna värme ger mer energi för att öka storheten av stormer.

Mer intensiva utfällningshändelser förutses hända i mellanstatliga stater. Shuang-Ye Wu University of Dayton, Nordamerikas regionala klimatförändringsprogram, CC BY

Dessa faktorer medför att klimatförändringen sannolikt kommer att orsaka en oproportionerlig ökning av kraftiga nederbördshändelser i Mellanvästern, en trend som redan är uppenbar när man tittar på historiska klimatdata. Från 1951 till 2013, min studie hittades den lätta och måttliga nederbörden över Mellanvästern ökade med cirka 1-procent per årtionde, medan den stora nederbörden ökade med 4.4-procent per årtionde.

Genomsnittlig nederbörd för regionen förväntas öka med ungefär 8 procent vid mitten av århundradet, men tunga stormar - de av en skala som sannolikt kommer att inträffa en gång i 25 år - förväntas öka med 20 procent.

Mer frekvent översvämning

Alla dessa förändringar kommer att väsentligt förändra översvämningshydrologi. En 2015-studie som undersökte utsläppsdata från 774 US Geological Survey-strömmätare över Midwest från 1962 till 2011 fann att 34-procenten av stationerna visade signifikanta ökningar i frekvensen av översvämningshändelser. Den mest uttalade ökningen inträffade under våren för översvämningar i samband med snösmältning, regn som faller på frusen mark och regn på snö. Förutom ökande nederbörd visade denna analys att tidigare snösmältning och förändringar i regn-till-snöförhållandet orsakade av högre temperaturer också driver den kraftiga ökningen av vårflod i Midwest.

En annan studie projicerade skiftningar i översvämningar på grund av klimatförändringar och beräkna hur ofta en genomsnittlig 20-sekel 100-årig översvämning - det vill säga stor nog att bara ha en 1-procent chans att inträffa under ett visst år eller en gång i ett sekel - är sannolikt att återkomma under det 21ST århundradet. För de flesta av de nordvästra uppskattade författarna att sannolikheten för sådana översvämningar var sannolikt att dubbla i det 21st århundradet, så att det som en gång var 100-årets översvämning kan förväntas ske i genomsnitt varje 50-år.

En tredje studie, publicerad i 2016, undersökte hur klimatförändringar skulle kunna förändra strömflödet i nordöstra och mellanvästern. Storleken och tidpunkten för strömflödet kan påverka vattenförsörjning och kvalitet, infrastruktur och vattenlevande liv. Denna studie visade att under det här århundradet skulle genomsnittliga 100-årens tre dagars toppflödesnivåer sannolikt vara öka med 10 till 20 procent för Midwest-regionen.

Samtidigt bedömer människor i Nebraska, Iowa, Wisconsin, Minnesota och South Dakota, som påverkas av den senaste stormen, skadan. NOAA tidigare denna månad förutspår att de historiska översvämningarna kommer att följas av mer regn och översvämningar i vår. Nuvarande översvämningsvatten väntas förbli i månader

Om författaren

Shuang-Ye Wu, docent i geologi, University of Dayton

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

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon