Сила штормов, которые также случались необычно в конце года, привлекла внимание ученых из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, которые специализируются на изучении экстремальных погодных условий. Во многих случаях их исследования показали, что такие явления становятся более интенсивными в более теплом климате.
В статье, опубликованной 18 июля 2017 года в журнале Weather and Climate Extremes, команда сообщает, что изменение климата, связанное с деятельностью человека, сделало шторм намного более сильным, чем он мог бы произойти в противном случае.«Шторм был настолько сильным, настолько интенсивным, что стандартные климатические модели, не позволяющие разрешить мелкомасштабные детали, не смогли охарактеризовать сильные осадки или крупномасштабную метеорологическую картину, связанную со штормом», — сказал Майкл Венер, климатолог из Лаборатория вычислительных исследований и соавтор статьи.Затем исследователи обратились к другой структуре, используя региональную модель исследования и прогнозирования погоды, чтобы изучить событие более подробно. Группа использовала общедоступную модель, которую можно использовать для прогнозирования погоды в будущем, чтобы «ретроспективно» оценить условия, которые привели к наводнению 9–16 сентября 2013 года в районе Боулдера, штат Колорадо.
Модель позволила более детально изучить проблему, разбив территорию на 12-километровые квадраты.Они выполнили 101 ретроспективный прогноз двух версий модели: одну, основанную на реальных текущих условиях, учитывающую антропогенные изменения атмосферы и связанные с ними изменения климата, и другую, в которой исключена часть наблюдаемого изменения климата, связанного с деятельностью человека. Затем разница между результатами была приписана этой человеческой деятельности. Было обнаружено, что влияние человека увеличило количество сильных дождей на 30 процентов.
Авторы обнаружили, что это увеличение частично объясняется способностью более теплой атмосферы удерживать больше воды.«Это событие было типичным с точки зрения того, как шторм послал воду в этот район, но он был необычным с точки зрения количества воды и времени, — сказал соавтор Дайти Стоун, также из лаборатории Беркли. «Мы знаем, что количество водяного воздуха может выдерживать увеличение примерно на 6 процентов на каждый градус Цельсия, что заставило нас ожидать, что количество осадков будет на 9-15 процентов выше, но вместо этого мы обнаружили, что оно было на 30 процентов выше».Первоначально результаты озадачили команду, поскольку ответы оказались более сложными, чем они изначально предполагали — шторм был более сильным с точки зрения ветра и дождя.«Мы ожидали, что влажный воздух, падающий на горный хребет,« выталкивает »воду из воздуха», — сказал ведущий автор книги Пардип Полл. «Мы не осознавали, что сам дождь также будет« втягивать »больше воздуха.
Когда идет дождь, воздух поднимается вверх, и это, в свою очередь, втягивает больше воздуха снизу, который был влажным, вызывая больше дождя, вызывая больше воздуха поднять, втянуть больше воздуха и так далее ".Более сильные осадки, в свою очередь, привели к еще большим наводнениям и большему ущербу.
На фотографиях, сделанных во время урагана, было видно, что многие автомобили разбились или оказались выброшенными на мель, когда дороги и мосты были размыты. Ущерб только дорогам оценивался в 100–150 миллионов долларов.«Увеличение количества осадков было больше, чем можно было бы предсказать в результате одного потепления», — сказал Стоун. «Используя локальную динамическую модель, мы обнаружили, что« буря, которая была »была более сильной, чем« буря, которая могла быть », чего мы не предполагали».Кристина Патрикола, соавтор и научный сотрудник отдела климатических и экосистемных наук лаборатории, которая работала в Texas AM во время исследования, сказала, что понимание экстремальных погодных условий важно, потому что мы воспринимаем климат, например, через ущерб, связанный с погодой: обычно преобладают экстремальные погодные условия.
Однако природу таких событий также трудно понять, потому что они очень редки. Исследования атрибуции событий, подобные описанному в статье, могут помочь улучшить понимание.Авторы подчеркнули, что исследование не предназначено для прогнозирования подобных событий в будущем.
«Это было очень редким событием и остается таковым, и мы не делаем прогнозов на основании этой работы», — сказал Стоун. «Точное событие больше не повторится, но если мы получим такую ??же погодную картину в климате, который даже теплее сегодняшнего, то мы можем ожидать, что он выпадет еще больше дождя». Но помимо увеличения количества осадков, добавляет Венер, «это исследование в более общем плане расширяет наше понимание того, как различные процессы во время экстремальных штормов могут измениться по мере потепления климата в целом». Несмотря на понимание, полученное в ходе этого исследования, остается много вопросов об экстремальных погодных явлениях.«Наша система моделирования климата открывает двери для понимания других типов экстремальных погодных явлений», — сказал Патрикола. «Сейчас мы изучаем, как люди могли повлиять на тропические циклоны.
Достижения в области суперкомпьютеров делают возможным запуск моделирования, который может выявить, что происходит внутри грозовых облаков».Модели были запущены в рамках проекта Calibrated and Systematic Characterization, Attribution, and Detection of Extremes (CASCADE) в лаборатории Беркли.
Модели были запущены на суперкомпьютерах в Национальном центре научных исследований в области энергетики (NERSC), учреждении для пользователей Министерства энергетики США, расположенном в лаборатории Беркли.