Историческое наводнение на Среднем Западе, включая эту ферму в штате Небраска, нанесло значительный ущерб. DroneBase через AP

Наводнение на Среднем Западе, вызванное интенсивнымбомбовый циклон»Опустошила некоторые части региона, которые страдали от наводнений в последние десятилетия.

Наводнения вызваны экстремальными дождевыми явлениями, часто в сочетании с грунтовыми условиями, такими как насыщенные или мерзлые грунты, которые затрудняют просачивание воды в почву, что увеличивает сток.

Глобальное потепление может усилить круговорот воды на Земле, что изменит количество, частоту, интенсивность и продолжительность дождя и снегопада. Как мой исследованиям и работа, проведенная другими, показала, что все эти изменения повышают риск наводнений в штатах Среднего Запада.

Влажный Средний Запад

Ученые твердо согласны с тем, что изменение климата многие части мира влажнее, Это происходит потому, что более высокие температуры увеличивают скорость, с которой влага испаряется с поверхности Земли, и более теплый воздух удерживает больше влаги, чем холодный воздух. На каждый градус потепления 1 по Цельсию влагоудерживающая способность атмосферы увеличивается примерно на 7 процентов, в зависимости от устоявшиеся законы физики.

Поскольку воздух становится влажнее, мы можем ожидать больше осадков - но увеличение не является равномерным. Предполагая, что характер ветра не изменяется значительно, больше влаги будет переноситься в некоторые регионы под воздействием штормовых треков. Это означает, что в районах, подверженных штормам, вероятно, будет наблюдаться увеличение осадков и риска наводнений, превышающее среднее значение, в то время как в районах, расположенных вдали от следов штормов, вероятно, будет меньше осадков и выше риск засухи.

Средний Запад США расположен в зона конвергенции где преобладают ветры, дующие с востока и запада. поток полярных струй дует с запада на восток вдоль границы между теплым и холодным воздухом и регулярно приносит штормы, особенно в холодное время года.

Используя данные из Сети исторической климатологии США, я показал, что от 1951 до 2013, среднее количество осадков для Соединенных Штатов увеличился на 1.6 процентов за десятилетие, Однако на Среднем Западе он вырос примерно на 2.1 процентов за десятилетие, а зимние осадки увеличились на 3.7 процентов за десятилетие. Около половины этого роста было вызвано более частыми штормами, а другую половину можно объяснить увеличением интенсивности штормов.

Я также использовал региональные климатические модели высокого разрешения для моделировать будущие изменения климата на Среднем Западе за период 2040-2070 по сравнению с 1970-2000. В этом исследовании я обнаружил, что среднее количество осадков в регионе, вероятно, увеличится на 8 процентов к середине столетия, а зимние осадки, вероятно, увеличатся на целых процентов 12. В северной части региона может наблюдаться еще большее увеличение, вероятно, из-за большего испарения с Великих озер в результате более высоких температур и меньшего ледяного покрова зимой, когда регион нагревается.

Штормовая погода

С большим количеством влаги в атмосфере, штормовые системы могут вызывать более сильные ливни. Повышенная влажность в атмосфере также увеличивается скрытая теплота - тепло, выделяемое водяным паром при его конденсации в капли жидкости в воздухе. Это тепло обеспечивает больше энергии для увеличения интенсивности штормов.

Прогнозируется, что более интенсивные осадки произойдут в штатах Среднего Запада. Университет Шуан-Е Ву, Дейтон, Региональная программа оценки изменения климата в Северной Америке, CC BY

Эти факторы означают, что изменение климата, вероятно, приведет к непропорциональному увеличению количества сильных осадков на Среднем Западе, и эта тенденция уже очевидна при рассмотрении исторических климатических данных. От 1951 до 2013, мое исследование нашло количество легких и умеренных осадков на Среднем Западе увеличилось примерно на 1 процентов за десятилетие, в то время как обильные осадки увеличились на 4.4 процентов за десятилетие.

Прогнозируется, что к середине столетия среднее количество осадков в регионе увеличится примерно на 8 процентов, но, по прогнозам, сильные штормы, масштаб которых возможен только один раз в годы 25, увеличение на 20 процентов.

Более частые наводнения

Все эти изменения значительно изменят гидрологию паводков. Исследование 2015, в котором изучались данные о расходах, полученные от станций измерения потока в геологической службе США 774 на Среднем Западе от 1962 до 2011, показало, что процент станций 34 показал значительное увеличение частоты наводнений, Наиболее заметное увеличение произошло весной для паводков, связанных с таянием снегов, дождем, падающим на мерзлую землю, и дождевыми явлениями. В дополнение к увеличению количества осадков, этот анализ показал, что более раннее таяние снега и изменения в соотношении осадков к снегу, вызванные более высокими температурами, также способствуют сильному увеличению весеннего паводка на Среднем Западе.

В другом исследовании прогнозировались сдвиги в результате наводнений, вызванные изменением климата, и было подсчитано, как часто среднее наводнение 20-го года 100-года, то есть достаточно большое, чтобы иметь шанс 1 в процентах в любом конкретном году или один раз в столетие, скорее всего, повториться в 21st веке. Для большей части Среднего Запада авторы подсчитали, что вероятность таких наводнений вероятно, удвоится в 21st векеТаким образом, можно ожидать, что то, что когда-то было наводнением 100-года, происходит в среднем каждые 50-годы.

Третье исследование, опубликованное в 2016, посвящено изучению того, как изменение климата может изменить поток на Северо-востоке и Среднем Западе. Величина и время потока могут повлиять на водоснабжение и качество, инфраструктурные системы и водную жизнь. Это исследование показало, что в течение этого столетия средние трехдневные пиковые уровни потока 100-года, вероятно, увеличить на 10 до 20 процентов для Среднего Запада.

Тем временем люди в Небраске, Айове, Висконсине, Миннесоте и Южной Дакоте, пострадавшие от недавнего шторма, оценивают ущерб. NOAA ранее в этом месяце прогноз, что исторические наводнения последует еще дождь и наводнение этой весной. Ожидается, что нынешние паводковые воды останутся месяцами

Об авторе

Шуанг-Йе Ву, доцент кафедры геологии, Университет Дейтона

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon