Eine Reihe atmosphärischer Flüsse in Kalifornien ließen so viel Wasser über die Region strömen, dass der Tulare Lake, der Jahre zuvor ausgetrocknet war, wieder an die Oberfläche trat und sich das Wasser über kilometerlange kalifornische Ackerflächen ausbreitete. Luis Sinco / Los Angeles Times über Getty Images
Sintflutartige Regenfälle ließen schlammiges Wasser durch die Straßen strömen Libyen, Griechenland, Spanien und Hongkong Anfang September 2023 kam es in der libyschen Stadt Derna zu Tausenden Toten. In Zagora, Griechenland, fielen rekordverdächtige 30 Zoll Regen, das Äquivalent von Eineinhalb Jahre lang regnet es in 24 Stunden.
Einige Wochen zuvor lösten Monsunregenfälle tödliche Erdrutsche und Überschwemmungen aus der Himalaya zur Verbesserung der Gesundheitsgerechtigkeit Dutzende von Menschen getötet in Indien.
Nach schweren Überschwemmungen auf fast allen Kontinenten in diesem Jahr, darunter Schlammlawinen und Überschwemmungen in Kalifornien Anfang 2023 und verheerende Überschwemmungen im Jahr New York und Vermont Im Juli kann es so aussehen, als würden extreme Regenfälle häufiger.
Welche Rolle spielt dabei die globale Erwärmung? Und vor allem: Was können wir tun, um uns an diese neue Realität anzupassen?
Als ein Klimawissenschaftler Mit einem Hintergrund im Bauingenieurwesen interessiere ich mich für die Erforschung der Zusammenhänge zwischen der Wissenschaft des Klimawandels und extremen Wetterereignissen einerseits und den Auswirkungen dieser Ereignisse auf unser tägliches Leben andererseits. Das Verständnis der Zusammenhänge ist entscheidend, um fundierte Strategien zur Anpassung an den Klimawandel zu entwickeln.
Durstigere Atmosphäre, extremere Niederschläge
Wenn die Temperaturen steigen, kann die Atmosphäre wärmer werden hält mehr Wasserdampf. Auch die Verdunstung von Wasser aus Land und Ozeanen nimmt zu. Dieses Wasser muss irgendwann wieder an Land und in die Ozeane gelangen.
Da die Atmosphäre mehr Feuchtigkeit aufnimmt, gibt sie bei Stürmen einfach mehr Niederschlag ab. Wissenschaftler erwarten etwa a 7% Zunahme Niederschlagsintensität bei extremen Stürmen pro 1 Grad Celsius (1.8 Grad Fahrenheit) Erwärmung.
Diesen Anstieg der Feuchtigkeitsmenge, die die Luft speichern kann, nennen Wissenschaftler „ Clausius Clapeyron-Beziehung. Aber auch andere Faktoren, wie z. B. Veränderungen im Windverhalten, Sturmspuren und wie gesättigt die Luft istAuch die Niederschlagsintensität spielt eine Rolle.
Flüssig vs. gefroren: Regen zählt am meisten
Ein Faktor, der die Schwere von Überschwemmungen bestimmt, ist, ob Wasser als Regen oder Schnee fällt. Der fast sofortige Abfluss von Regen führt im Gegensatz zur langsameren Freisetzung von Wasser durch schmelzenden Schnee zu schwereren Überschwemmungen, Erdrutschen und anderen Gefahren – insbesondere in Bergregionen und flussabwärts gelegenen Gebieten, wo etwa ein Viertel der Weltbevölkerung lebt.
Es wird angenommen, dass ein höherer Anteil extremer Regenfälle anstelle von Schnee eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung gespielt hat verheerende Überschwemmungen und Erdrutsche im Himalaya im August 2023, obwohl die Forschung noch im Gange ist, um dies zu bestätigen. Darüber hinaus a Untersuchung der Überschwemmungsmuster 2019 In 410 Wassereinzugsgebieten im Westen der USA wurde festgestellt, dass die größten durch Regen verursachten Abflussspitzen mehr als 2.5-mal größer waren als die durch Schneeschmelze verursachten.
Laut Klimamodelldaten wird die Niederschlagsintensität in bestimmten Regionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts voraussichtlich stärker zunehmen. Helle Farben zeigen eine Verdoppelung und dunkle Farben eine Verachtfachung künftiger Niederschlagsextreme im Vergleich zur jüngsten Vergangenheit. Mohammed Ombadi., CC BY-ND
In einer 2023 Studie in der Zeitschrift Nature, meine Kollegen und ich haben gezeigt, dass die Intensität extremer Niederschläge schneller zunimmt, als die Clausius-Clapeyron-Beziehung vermuten lässt – bis zu 15 % pro 1 °C (1.8 °F) Erwärmung – in hohen Breitengraden und in Bergregionen wie dem Himalaya, Alpen und Rocky Mountains.
Der Grund für diesen verstärkten Anstieg liegt darin, dass steigende Temperaturen die Niederschläge in diesen Regionen in Richtung mehr Regen und weniger Schnee verlagern. Ein größerer Anteil dieser Extremniederschläge fällt als Regen.
In unserer Studie untersuchten wir die stärksten Regenfälle auf der Nordhalbkugel seit den 1950er Jahren und stellten fest, dass die Intensität extremer Regenfälle mit der Höhe zunahm. Auch Berge im amerikanischen Westen, Teile der Appalachen, die Alpen in Europa sowie das Himalaya- und Hindukusch-Gebirge in Asien zeigten starke Auswirkungen. Darüber hinaus deuten Klimamodelle darauf hin, dass die Häufigkeit extremer Regenfälle in den meisten dieser Regionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts voraussichtlich um das Sieben- bis Achtfache zunehmen wird.
Überschwemmungen sind nicht nur ein kurzfristiges Problem
Todesfälle und Schäden an Häusern und Städten erregen nach Überschwemmungen die größte Aufmerksamkeit, doch zunehmende Überschwemmungen haben auch langfristige Auswirkungen auf die Wasserversorgung in Stauseen, die in vielen Regionen für Gemeinden und Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung sind.
Beispielsweise werden im Westen der USA die Stauseen während der Schneeschmelze im Frühjahr häufig so weit wie möglich voll ausgelastet, um die trockenen Sommermonate mit Wasser zu versorgen. Die Berge fungieren als natürliche Reservoirs, in denen sie den Schneefall im Winter speichern und den geschmolzenen Schnee dann langsam wieder abgeben.
Aber, unsere neuesten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sich die Welt rasch auf ein Klima zubewegt, das von heftigen Regengüssen und nicht von Schnee dominiert wird. Daher müssen Wasserressourcenmanager zunehmend mehr Platz in ihren Stauseen lassen, um im Vorfeld von Katastrophen große Wassermengen zu speichern und so das Risiko von Überschwemmungen flussabwärts zu minimieren .
Vorbereitung auf eine härtere Zukunft
Die weltweiten Bemühungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen nehmen zu, doch die Menschen müssen sich immer noch auf ein härteres Klima vorbereiten. Das Zerstörerische Stürme, die den Mittelmeerraum heimgesucht haben im Jahr 2023 liefern ein überzeugendes Argument für die Bedeutung der Anpassung. Sie brachen in vielen Ländern Rekorde für extreme Niederschläge und richteten große Schäden an.
Ein Hauptfaktor, der zur Katastrophe in Libyen beigetragen hat, war die Bruch alter Dämme das es geschafft hatte, dass Wasser herunterfloss bergiges Gelände.
Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, die Entwurfsvorschriften zu aktualisieren, damit Infrastruktur und Gebäude so gebaut sind, dass sie zukünftige Regengüsse und Überschwemmungen überstehen, und in neue technische Lösungen zu investieren, um die Widerstandsfähigkeit zu verbessern und Gemeinden vor extremen Wetterbedingungen zu schützen. Es kann auch bedeuten nicht in Regionen bauen mit einem hohen künftigen Risiko von Überschwemmungen und Erdrutschen.
Mohammed Ombadi, Assistenzprofessor für Klima- und Weltraumwissenschaften, Ingenieurwesen, University of Michigan
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