Atmosphärische Flussstürme verursachen kostspielige Überschwemmungen - und der Klimawandel macht sie stärker

Atmosphärische Flussstürme verursachen kostspielige Überschwemmungen - und der Klimawandel macht sie stärkerAtmosphärische Flüsse liefern 2017 Regen nach Kalifornien. NASA T

Bitten Sie die Leute, den größten Fluss der Welt zu nennen, und die meisten werden wahrscheinlich vermuten, dass es sich um den Amazonas, den Nil oder den Mississippi handelt. Tatsächlich befinden sich einige der größten Flüsse der Erde am Himmel - und sie können starke Stürme erzeugen, wie jetzt Kalifornien einweichen.

Atmosphärische Flüsse sind lange, schmale Feuchtigkeitsbänder in der Atmosphäre, die sich von den Tropen bis in höhere Breiten erstrecken. Diese Flüsse im Himmel können transportieren 15-faches Volumen des Mississippi. Wenn diese Feuchtigkeit die Küste erreicht und landeinwärts wandert, steigt sie über die Berge, erzeugt Regen und Schneefall und verursacht manchmal extreme Überschwemmungen.

Atmosphärische Flussstürme verursachen kostspielige Überschwemmungen - und der Klimawandel macht sie stärkerAtmosphärische Flüsse sind eine wichtige Wasserquelle für den Westen der USA. NOAA

In den letzten 20 Jahren, als sich die Beobachtungsnetzwerke verbessert haben, haben Wissenschaftler mehr über diese wichtigen Wetterphänomene gelernt. Atmosphärische Flüsse treten weltweit auf und betreffen die Westküste der wichtigsten Landmassen der Welt, darunter Portugal, Westeuropa, Chile und Südafrika. So genannte „Pineapple Express“ -Stürme, die Feuchtigkeit von Hawaii an die Westküste der USA transportieren, sind nur eine von vielen Geschmacksrichtungen.

Meine Forschung verbindet Wirtschaft und Atmosphärenwissenschaften Schäden durch Unwetterereignisse zu messen. Vor kurzem leitete ich ein Forscherteam der Scripps Institution of Oceanography und des Army Corps of Engineers bei der ersten systematischen Analyse von Schäden durch atmosphärische Flüsse durch extreme Überschwemmungen. Wir fanden heraus, dass viele dieser Ereignisse harmlos sind, die größten jedoch die meisten Überschwemmungsschäden in den westlichen USA verursachen. Und es wird erwartet, dass die atmosphärischen Flüsse wachsen länger, feuchter und breiter in einem wärmenden Klima.

Flüsse am Himmel

Am 27. Februar 2019 trieb ein atmosphärischer Fluss eine 350 Meilen breite und 1,600 Meilen lange Wasserdampfwolke durch den Himmel vom tropischen Nordpazifik bis zur Küste Nordkaliforniens.

Nördlich der Bucht von San Francisco, im berühmten Weinanbaugebiet von Sonoma County, kam der Sturm auf 21 Zoll Regen. Der Russian River hat eine Höhe von 45.4 Fuß - 13.4 Fuß über dem Hochwasser.

Zum fünften Mal in vier Jahrzehnten wurde die Stadt Guerneville unter das trübe braune Hochwasser des unteren russischen Flusses getaucht. Schäden in Sonoma County allein wurden auf geschätzt über 100 Millionen US-Dollar.

Ereignisse wie diese haben in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, aber atmosphärische Flüsse sind nicht neu. Sie schlängeln sich seit Millionen von Jahren durch den Himmel und transportieren Wasserdampf vom Äquator zu den Polen.


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In den 1960er Jahren prägten Meteorologen den Begriff „Pineapple Express“, um Sturmspuren zu beschreiben, die in der Nähe von Hawaii entstanden und warmen Wasserdampf an die Küste Nordamerikas trugen. In den späten 1990er Jahren hatten Atmosphärenforscher festgestellt, dass über 90% der weltweiten Feuchtigkeit aus den Tropen und Subtropen durch ähnliche Systeme in höhere Breiten transportiert wurden.atmosphärische Flüsse"

Bei trockenen Bedingungen können atmosphärische Flüsse die Wasservorräte auffüllen und gefährliche Waldbrände löschen. Bei Nässe können sie schädliche Überschwemmungen und Ablagerungen verursachen und die lokale Wirtschaft in Mitleidenschaft ziehen.

Atmosphärische Flussstürme verursachen kostspielige Überschwemmungen - und der Klimawandel macht sie stärkerNach einem atmosphärischen Flussereignis, das in Chile schwere Überschwemmungen verursachte, kann man Sedimente sehen, die von Hügeln in den Itata-Fluss gespült wurden und bis zu 50 Kilometer vor der Küste fließen. NASA Earth Observatory

Hilfreich und schädlich

Forscher wissen seit einiger Zeit, dass Überschwemmungen durch atmosphärische Flüsse viel Geld kosten können, aber bis zu unserer Studie hatte niemand diese Schäden quantifiziert. Wir verwendeten einen Katalog von atmosphärischen Flussereignissen, der von der Scripps Institution of Oceanography zusammengestellt wurde Zentrum für westliches Wetter und Wasserextremeund stimmte mit 40 Jahren Hochwasserversicherungsaufzeichnungen und 20 Jahren Schadensschätzungen des National Weather Service überein.

Wir fanden heraus, dass atmosphärische Flüsse in den westlichen USA im Durchschnitt 1.1 Milliarden US-Dollar an Hochwasserschäden verursachten. Mehr als 80% aller Hochwasserschäden im Westen in den untersuchten Jahren wurden mit atmosphärischen Flüssen in Verbindung gebracht. In einigen Gebieten, wie der nordkalifornischen Küste, verursachten diese Systeme über 99% der Schäden.

Unsere Daten zeigten, dass in einem durchschnittlichen Jahr etwa 40 atmosphärische Flüsse irgendwo zwischen Baja California und British Columbia an der Pazifikküste landeten. Die meisten dieser Ereignisse waren harmlos: Ungefähr die Hälfte verursachte keine versicherten Schäden, und diese Stürme füllten die Wasserversorgung der Region wieder auf.

Es gab jedoch eine Reihe von Ausnahmen. Wir haben ein kürzlich entwickeltes verwendet atmosphärische Flussklassifikationsskala Damit werden die Stürme von 1 bis 5 eingestuft, ähnlich wie bei Systemen zur Kategorisierung von Hurrikanen und Tornados. Es bestand ein klarer Zusammenhang zwischen diesen Kategorien und festgestellten Schäden.

Die Stürme Atmospheric River der Kategorie 1 (AR1) und AR2 verursachten geschätzte Schäden unter 1 Million US-Dollar. AR4- und AR5-Stürme verursachten im Durchschnitt Schäden in Höhe von 10 bzw. 100 Millionen US-Dollar. Die schädlichsten AR4 und AR5 verursachten Auswirkungen von über 1 Milliarde US-Dollar pro Sturm. Diese Milliardenstürme ereigneten sich alle drei bis vier Jahre.

 

Eine feuchtere Atmosphäre bedeutet schlimmere Stürme

Unser wichtigstes Ergebnis war ein exponentieller Zusammenhang zwischen der Intensität der atmosphärischen Flüsse und den von ihnen verursachten Hochwasserschäden. Jede Vergrößerung der Skala von 1 auf 5 war mit einer Verzehnfachung des Schadens verbunden.

. aktuelle Studien haben modelliert, wie sich die atmosphärischen Flüsse in den kommenden Jahrzehnten verändern werden. Der Mechanismus ist einfach: Treibhausgase fangen die Wärme in der Atmosphäre ein und erwärmen den Planeten. Dies führt dazu, dass mehr Wasser aus Ozeanen und Seen verdunstet und die Luftfeuchtigkeit die Sturmsysteme stärker werden lässt.

Wie Hurrikane werden atmosphärische Flüsse voraussichtlich wachsen länger, breiter und nasser in einem wärmenden Klima. Unsere Feststellung, dass die Schäden mit der Intensität exponentiell zunehmen, legt nahe, dass selbst ein geringer Anstieg der atmosphärischen Flussintensität zu erheblich größeren wirtschaftlichen Auswirkungen führen könnte.

 Wissenschaftler haben eine Skala zur Kategorisierung atmosphärischer Flüsse entwickelt, die sowohl ihre Wiederauffüllungskapazitäten als auch ihre gefährlichen Auswirkungen widerspiegeln.

Eine bessere Vorhersage ist entscheidend

Ich glaube, dass die Verbesserung der atmosphärischen Vorhersagesysteme eine Priorität für die Anpassung an ein sich änderndes Klima sein sollte. Ein besseres Verständnis der Intensität, der Dauer und der Anlandungsorte atmosphärischer Flüsse kann Anwohnern und Einsatzkräften wertvolle Informationen liefern.

Es ist auch wichtig, Neubauten in Hochrisikogebieten zu unterbinden und den Menschen zu helfen, nach Katastrophen größeren Ausmaßes an sicherere Orte zu ziehen, anstatt sie dort wieder aufzubauen.

Schließlich unterstreicht unsere Studie die Notwendigkeit, die globalen Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Diese Stürme werden weiter kommen und sie werden stärker. Meiner Ansicht nach ist die Stabilisierung des globalen Klimasystems der einzige langfristige Weg, um den wirtschaftlichen Schaden und das Risiko für gefährdete Gemeinschaften zu minimieren.

Über den Autor

Tom Corringham, Postdoktorand für Klima, Atmosphärenwissenschaft und Physikalische Ozeanographie, University of California San Diego

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


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