Der erste Schneesturm von 2015 wie aus dem Weltraum gesehen. NOAA / NASA, CC BY

Auf den ersten Blick zu fragen, ob die globale Erwärmung führt zu mehr Schnee wie eine dumme Frage scheinen mag, weil offensichtlich, wenn es warm genug wird, gibt es keinen Schnee. Folglich haben Leugnern des Klimawandels verwendet den letzten Schnee Dumps Zweifel auf ein wärmendes Klima von menschlichen Einflüssen. Aber sie könnten nicht falscher sein.

Um die Zusammenhänge zu verstehen, müssen wir uns ansehen, welche Bedingungen für die stärksten Schneefälle verantwortlich sind. Dann können wir uns ansehen, wie der Klimawandel diese Bedingungen beeinflusst, insbesondere die Temperaturen in der Atmosphäre und in den Ozeanen während des Winters. Die Untersuchung dieser Faktoren zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit schwerer Schneestürme in Nordamerika höher ist, aber die Dauer der Schneesaison schrumpft bereits aufgrund der globalen Erwärmung.

Goldlöckchen Temperaturen

Man sagt, dass es sein kann "zu kalt zum schneien"! Natürlich ist das ein Mythos, aber es hat tatsächlich eine Grundlage, weil die Atmosphäre gefriergetrocknet wird, wenn es sehr kalt ist. Das liegt daran, dass die Menge an Feuchtigkeit, die die Atmosphäre aufnehmen kann, sehr stark von der Temperatur abhängt. Unter kalten Bedingungen besteht der Schnee wahrscheinlich aus sehr kleinen Kristallen und ist manchmal sehr leicht und flauschig und wie "Diamantstaub".

Im Gegensatz dazu treten die schwersten Schneefälle mit Oberflächentemperaturen von etwa 28 ° F ° F bis 32 - knapp unter dem Gefrierpunkt. Natürlich, wenn es viel über dem Gefrierpunkt wird, schaltet sich der Schnee zu Regen. So gibt es eine "Goldilocks" Reihe von Bedingungen, die genau richtig sind in einem super Schneesturm zu führen. Und diese Bedingungen werden immer häufiger in der Mitte des Winters wegen der vom Menschen verursachten Klimawandel.

Die Physik hinter diesem Phänomen wird von a geregelt Grundgesetz das sagt uns, dass die maximale feuchtigkeit in der atmosphäre exponentiell mit der temperatur ansteigt - das heißt, je wärmer die atmosphäre, desto mehr feuchtigkeit kann die luft halten und desto mehr möglichkeit für ausscheidung.

Für die meisten Bedingungen auf Meereshöhe, gibt es eine Faustregel, dass die Atmosphäre sagt kann 4% mehr Feuchtigkeit pro Grad Fahrenheit Temperaturerhöhung halten. Einige Komplikationen kommen in wie das Eis Phase eintritt, aber wir setzen diejenigen beiseite. Das bedeutet einen großen Unterschied in der Feuchtigkeit auf Temperaturunterschiede: Bei 50 ° F (10 ° C) die Wasserhaltekapazität der Luft doppelt so hoch bei 32 ° F (0 ° C) und bei 14 ° F (-10 ° C der Wert) ist nur 24%, dass bei 50 F °.

mehr Feuchtigkeit

In der Tat ist diese Beziehung grundlegend für warum es regnet (oder schneit).

Wenn ein wasserdampfhaltiges Paket angehoben wird, bewegt es sich in niedrigeren Druck, dehnt sich aus und kühlt ab. Irgendwann kann es nicht mehr so ​​viel Feuchtigkeit speichern und so kondensiert die Feuchtigkeit zu einer Wolke und bildet schließlich Regen oder Schnee. Das Abheben der Luft kommt hauptsächlich von Stürmen, besonders an warmen Fronten, da sich warme Luft über kühlere Luft oder kalte Fronten bewegt, wenn kalte Luft unter wärmerer Luft drängt.

In allen Stürmen, ist die Hauptquelle der Fällung der Feuchtigkeit bereits in der Atmosphäre zu Beginn des Sturms. Diese Feuchtigkeit, wie Wasserdampf, wird durch die Sturmwinde gesammelt, brachte in den Sturm, konzentriert und fiel aus. Dementsprechend wird, wenn es mehr Feuchtigkeit in der Umgebung ist, es regnet (oder schneit) härter.

Wie spielt diese aus, wenn die Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sind? Die Temperaturen in der Goldilocks Bereich zwischen etwa 28 ° F und 32 ° F, durch Feuchtigkeit begleitet, mehr Schnee bedeuten: In der Tat, die Höhe der Schneefall bei 32 ° F würde mindestens doppelt so hoch bei 14 ° F sein. Es könnte sein, viel mehr, weil die warme, feuchte Luft Auftrieb auch zu einer Intensivierung des Sturms selbst beitragen können.

Aktuelle Winterstürme und Klimawandel

Extratropische Stürme im Winter bilden und entwickeln sich auf Temperaturunterschieden, die zwischen Kontinenten und angrenzenden Ozeanen am größten sind.

Im Winter ist die kalte, trockene Luft über Nordamerika einen scharfen Kontrast mit der relativ warme, feuchte Luft über den Golfstrom und den Nordatlantik. Eine Kaltfront führt den südlichen Ausbruch der kalten Luft, während eine Warmfront nach Norden die warme, feuchte Luft Feld führt, wie es nach oben und erzeugt Ausfällen im Sturm steigt.

Die Umgebung, in der alle Stürme Form jetzt anders ist, als es nur 30 oder 40 Jahre her wegen der globalen Erwärmung. Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre durch menschliche Aktivitäten haben Kohlendioxid erhöht und andere Hitzeabfangen Treibhausgase mit Kohlendioxidgehalt zu erhöhen, indem über 40% seit über 1900 hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Die resultierende Energie-Ungleichgewicht wärmt unseren Planeten. Und über 90% der Hitze ist in die Ozeane gegangen. Zusätzlich zu höheren Meeresspiegeln - seit 2.5 über 1993 Zoll - sind die globalen Meeresoberflächentemperaturen (SSTs) seit 1 ° F um etwa 1970 gestiegen. 

So ist die Erinnerung an die globale Erwärmung ist vor allem in den Ozeanen. Im Durchschnitt ist die Luft über den Ozeanen wärmer um mehr als 1 ° F und feuchteren von 5% seit den 1970s von der globalen Erwärmung. Im Nordatlantik gab es eine zusätzliche Erwärmung und die Oberflächentemperaturen liegen über 2 ° F über einem 1981-2010-Durchschnitt (der eine Komponente der globalen Erwärmung beinhaltet) über eine riesige Ausdehnung, die sich mehr als 1000 Meilen von der Küste Nordamerikas erstreckt. (siehe Grafik, oben). Ein Teil dieser zusätzlichen Wärme könnte durch die Abwesenheit von vielen Hurrikan-Aktivitäten im Atlantik im vergangenen Sommer entstanden sein.

Im Februar 5-6, 2010 ein Schnee "Bombe" aufgetreten und führte zu dem, was zur Zeit als "Snowmaggedon" bezeichnet wurde, die von mehreren konservativen Senatoren wurde verwendet, um falsche globale Erwärmung und Al Gore. Doch es war Winter und es gab jede Menge kalten kontinentalen Luft. Es gab einen Sturm an der richtigen Stelle. Und es gab ungewöhnlich hohe Oberflächenwassertemperaturen im subtropischen Atlantik - bis 3 ° F (1.5 ° C) über dem Normalwert -, die zu außerordentlichen Mengen an Feuchtigkeit führte in den Sturm zugeführt wird. Und es führte zu außergewöhnlichen Schneemengen im Bereich Washington DC.

NASA / NOAA

Anfang dieses Jahres, zwischen Januar 26-28, 2015, war das Ziel des letzten Wintersturms, von einigen Juno genannt, ein bisschen weiter nördlich. Der sich entwickelnde Sturm war genau in der richtigen Position, um die hohe Feuchtigkeit über dem Ozean anzuzapfen und sich zu entwickeln, als er den scharfen Kontrast zwischen dem Kontinent und dem relativ warmen Ozean erlebte.

In einigen Gebieten fielen mehr als drei Fuß Schnee, in Neuengland herrschten Schneestürme und in den Küstenregionen kam es zu schweren Meeren und Erosionen in Verbindung mit dem mit der Erderwärmung verbundenen höheren Meeresspiegel.

nach vorn, in der Mitte des Winters gehen, bedeutet, dass der Klimawandel Schneefälle zunehmen wird, weil die Atmosphäre 4% mehr Feuchtigkeit für jedes 1 ° F Temperaturerhöhung halten kann. So lange, wie es über dem Gefrierpunkt nicht warm, ist das Ergebnis eine größere Müllkippe von Schnee.

Im Gegensatz dazu ist am Anfang und am Ende des Winters, wärmt es genug, dass es wahrscheinlicher regen ist, so dass die Gesamt Winter Schnee nicht zunimmt. Beobachtungen der Schneedecke für die nördliche Hemisphäre zeigen zwar einen leichten Anstieg in der Mitte des Winters (Dezember bis Februar), aber große Verluste im Frühjahr (Schneedecke siehe Abbildung oben). Das ist alles Teil eines Trends zu viel schwerer Niederschlag in den Vereinigten Staaten (siehe Abbildung unten), vor allem im Nordosten.

US-amerikanische Klimabewertung

Anders ausgedrückt: ob Erwärmung mehr verursacht oder weniger Niederschläge variiert je nach Region, aber es ändert sich die Balance zwischen Schnee und regen. Solange es unter dem Gefrierpunkt bleibt, sind die Schneehalden größer, aber die Schneesaison an beiden Enden des Winters schrumpft. Also mehr Zeit regnet verbracht: Skifahrer in einigen Regionen profitieren in der Mitte des Winters, aber mit einer kürzeren Ski-Saison.

Da die erhöhte Feuchtigkeit im Sturm auch den Sturm selbst rückkoppeln und verstärken kann, kann der Extra-Schnee problemlos von der 10% oder mehr sein Klimawandel-Komponente.

Siehe auch:

Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Veränderungen im Niederschlag mit dem Klimawandel. Klimaforschung, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]

Es gibt einen starken Anstieg in Ein-Tages-Niederschlags-Extreme während der kalten Jahreszeit von Oktober bis März.

Nationale Klimaprüfung Daten sagen dasselbe.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.
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Über den Autor

Kevin Trenberth ist Distinguished Senior Scientist am National Center for Atmospheric Research. Er war maßgeblich am Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimawandel (und dem Friedensnobelpreis in 2007) und am Weltklimaforschungsprogramm (WCRP) beteiligt. Zurzeit leitet er das Programm GEWEX (Global Energy and Water Exchanges) im Rahmen des WCRP. Er hat über 200 referierte Zeitschriftenartikel und über 460-Publikationen und ist einer der am häufigsten zitierten Wissenschaftler in der Geophysik.

Disclosure Statement: Kevin Trenberth erhält finanzielle Unterstützung vom Department of Energy und der National Science Foundation.

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