Warum der Klimawandel Überschwemmungen verschlimmert

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 Im Jahr 2022 zerstörte schnell fließendes Hochwasser Abschnitte von Hauptstraßen durch den Yellowstone-Nationalpark. Jacob W. Frank/Nationalparkdienst

Ein starkes Sturmsystem löste Ende Juli Überschwemmungen in den Appalachen aus. Häuser überschwemmen und wegfegen in der Nacht und töten mindestens 16 Personen, kündigte der Gouverneur von Kentucky an. Der Zerstörung folgten einige Wochen zuvor Überschwemmungen in den Bergen von Virginia und Tennessee.

Im Juni trafen Überschwemmungen Berge im Westen der USA, wo Regen in Kombination mit schmelzendem Schnee besonders zerstörerisch sein kann. Stürme haben über drei Tage im und um den Yellowstone-Nationalpark bis zu 5 Zoll Regen abgelassen und die Schneedecke schnell geschmolzen. Als das Regen- und Schmelzwasser in Bäche und dann in Flüsse floss, wurde es zu einer Flut, die Straßen, Hütten und Versorgungseinrichtungen beschädigte und über 10,000 Menschen zur Evakuierung gezwungen.

Der Yellowstone River brach seinen bisherigen Rekord und erreichte seinen höchsten Wasserstand seit Beginn der Überwachung vor fast 100 Jahren.

Obwohl Überschwemmungen ein natürliches Ereignis sind, ist es der vom Menschen verursachte Klimawandel wodurch schwere Überschwemmungsereignisse wie diese häufiger werden. Ich untersuche, wie sich der Klimawandel auf die Hydrologie und Überschwemmungen auswirkt. In Bergregionen führen vor allem drei Auswirkungen des Klimawandels zu höheren Hochwasserrisiken: intensivere Niederschläge, wechselnde Schnee- und Regenmuster und die Auswirkungen von Waldbränden auf die Landschaft.

Wärmere Luft führt zu intensiveren Niederschlägen

Eine Auswirkung des Klimawandels ist, dass a Eine wärmere Atmosphäre erzeugt intensivere Niederschlagsereignisse.

Dies geschieht, weil wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. Die Menge an Wasserdampf, die die Atmosphäre aufnehmen kann, nimmt um zu etwa 7 % pro 1.8 Grad Fahrenheit (1 Grad Celsius) Anstieg der atmosphärischen Temperatur.

Die Forschung hat dies dokumentiert Es kommt bereits zu einer Zunahme extremer Niederschläge, nicht nur in Regionen wie Yellowstone, sondern um die Welt. Die Tatsache, dass die Welt in den letzten Jahren mehrere Rekordhochwasserereignisse erlebt hat – einschließlich katastrophaler Überschwemmung ein Australien, Westeuropa India und China – ist kein Zufall. Der Klimawandel macht rekordverdächtige Extremniederschläge wahrscheinlicher.

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 Extreme Regenstürme lösten im Juli 2021 in Westeuropa Überschwemmungen und Schlammlawinen aus, bei denen mehr als 200 Menschen ums Leben kamen. Thomas Lohnes / Getty Images

Die neueste Beurteilung veröffentlicht vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen, zeigt, wie sich dieses Muster in Zukunft fortsetzen wird, wenn die globalen Temperaturen weiter steigen.


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Mehr Niederschlag fällt als Regen

In kälteren Gebieten, insbesondere in Bergregionen oder Regionen in hohen Breiten, wirkt sich der Klimawandel auf zusätzliche Weise auf Überschwemmungen aus.

In diesen Regionen sind viele der größten historischen Überschwemmungen wurden durch Schneeschmelze verursacht. Mit wärmeren Wintern aufgrund des Klimawandels, weniger Winterniederschläge fallen als Schnee, und stattdessen fällt mehr als Regen.

Diese Verschiebung von Schnee zu Regen kann dramatische Auswirkungen auf Überschwemmungen haben. Während Schnee im späten Frühjahr oder Sommer normalerweise langsam schmilzt, erzeugt Regen Abflüsse, die schneller in Flüsse fließen. Als Ergebnis hat die Forschung das gezeigt Durch Regen verursachte Überschwemmungen können viel größer sein als Überschwemmungen, die nur durch Schneeschmelze verursacht werden, und dass der Wechsel von Schnee zu Regen erhöht das allgemeine Hochwasserrisiko.

Der Übergang von Schnee zu Regen findet bereits statt, einschließlich an Orten wie dem Yellowstone National Park. Auch das haben Wissenschaftler herausgefunden regenbedingte Überschwemmungen werden immer häufiger. An einigen Orten könnten die Änderungen des Hochwasserrisikos aufgrund der Verschiebung von Schnee zu Regen sogar größer sein als die Auswirkungen einer erhöhten Niederschlagsintensität.

Wechselnde Regenmuster auf Schnee

Wann Regen fällt auf SchneeWie bei den jüngsten Überschwemmungen im Yellowstone-Nationalpark kann die Kombination aus Regen und Schneeschmelze zu besonders hohen Abflüssen und Überschwemmungen führen.

In einigen Fällen treten Regen-auf-Schnee-Ereignisse auf, während der Boden noch teilweise gefroren ist. Gefrorener oder bereits gesättigter Boden kann kein zusätzliches Wasser aufnehmen, sodass noch mehr Regen und Schneeschmelze abfließen und direkt zu Überschwemmungen beitragen. Diese Kombination aus Regen, Schneeschmelze und gefrorenen Böden war ein Hauptgrund für die Überschwemmungen im Mittleren Westen im März 2019 das verursachte einen Schaden von über 12 Milliarden US-Dollar.

Während Regen-auf-Schnee-Ereignisse kein neues Phänomen sind, kann sich der Klimawandel verschieben, wann und wo sie auftreten. Unter wärmeren Bedingungen Regen-auf-Schnee-Ereignisse werden in Höhenlagen häufiger, wo sie früher selten waren. Aufgrund der zunehmenden Niederschlagsintensität und der wärmeren Bedingungen, die zu einer schnellen Schneeschmelze führen, besteht auch die Möglichkeit größerer Regen-auf-Schnee-Ereignisse, als diese Gebiete in der Vergangenheit erlebt haben.

In tiefer gelegenen Regionen können Regen-auf-Schnee-Ereignisse aufgrund der Abnahme der Schneedecke tatsächlich weniger wahrscheinlich sein als in der Vergangenheit. Diese Gebiete könnten jedoch aufgrund der Zunahme starker Regengüsse immer noch einem sich verschlechternden Hochwasserrisiko ausgesetzt sein.

Verstärkende Auswirkungen von Waldbränden und Überschwemmungen

Veränderungen bei Hochwasser treten nicht isoliert auf. Auch der Klimawandel verschärft sich Waldbrände, wodurch ein weiteres Risiko bei Regenstürmen entsteht: Schlammlawinen.

Verbrannte Bereiche sind mehr anfällig für Schlammlawinen und Murgänge bei extremen Regenfällen, sowohl wegen fehlender Vegetation als auch wegen brandbedingter Bodenveränderungen. Im Jahr 2018 in Südkalifornien starker Regen innerhalb der Grenze der 2017 Thomas Feuer verursacht große Schlammlawinen die über 100 Häuser zerstörte und zu mehr als 20 Todesfällen führte. Feuer kann den Boden auf eine Weise verändern, die es zulässt weniger Regen dringt in den Boden ein, sodass mehr Regen in Bäche und Flüsse gelangt, was zu schlechteren Hochwasserbedingungen führt.

Mit der Zunahme von Waldbränden aufgrund des Klimawandels sind immer mehr Gebiete diesen Risiken ausgesetzt. Diese Kombination aus Waldbränden gefolgt von extremem Regen wird es auch werden häufiger in einer Zukunft mit mehr Erwärmung.

Die globale Erwärmung führt zu komplexen Veränderungen in unserer Umwelt, und es gibt ein klares Bild, dass sie das Hochwasserrisiko erhöht. Während das Yellowstone-Gebiet und andere durch Überschwemmungen beschädigte Berggemeinden wieder aufgebaut werden, müssen sie Wege finden, sich an eine riskantere Zukunft anzupassen.

Über den Autor

Frances Davenport, Postdoctoral Research Fellow in Atmosphärenwissenschaften, Colorado State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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