Detta är den tredje i en serie på tio delar om de pågående globala effekterna av klimatförändringar. Dessa berättelser kommer att titta på de aktuella effekterna av en föränderlig planet, vad den framväxande vetenskapen föreslår ligger bakom dessa förändringar och vad vi alla kan göra för att anpassa oss till dem.
Orkanen Harvey slog in i Houston, Texas, den 25 augusti 2017. Normalt fortsätter orkaner att röra sig. Deras hårda vindar och skyfall tenderar att vara en kort stund. Men Harvey satt precis över staden. I dagar. Och det fällde mycket regn. Verkligen mycket. När stormen hade gått vidare, den 29 augusti, hade den dränkt Houston med hela 164 centimeter (64,6 tum) vatten, enligt en regnmätare. Det är rekord i nederbörd från en storm på ett och samma ställe på det kontinentala USA. Faktum är att Harvey dumpade så mycket regn att National Weather Service var tvungen att lägga till nya färger på sina nederbördskartor över evenemanget.
Orkaner är en normal del av sommarvädret. Sedan 1966, när satelliter började dagligen övervaka Nordatlanten, har det i genomsnitt förekommit sex orkaner – och aldrig mindre än två – per år. Men fler och fler studier avslöjar att mänskligt orsakade klimatförändringar påverkar storleken och raseriet på dessa stormar.
Och kraftigare regn och starkare stormar är inte de enda sätten på vilka en värmande värld gör vårt väder konstigare. Högre temperaturer kan utlösa torka. Värmeböljor blir mer sannolika, och torka kan göra dem ännu värre. Det kan bli förändringar i både globala och lokala vädermönster. Och effekterna blir inte alltid vad man förväntar sig. I en verkligt udda vändning kan den fortsatta förlusten av sommartid havsis i Ishavet – ett stort resultat av en uppvärmning värld – göra sibiriska vintrar kallare. Vad kan vara konstigare än så?
Skillnader i hur vissa regioner värms upp jämfört med andra har stor inverkan på vädret. Till exempel, nära polerna, kramar solen nästan alltid horisonten. Under vissa årstider solar den ena polarregionen i solsken dygnet runt medan den andra tynar bort i mörker. Den här typen av uppvärmningsskillnader kan utlösa utvecklingen av hög- och lågtrycksområden i atmosfären, säger Sean Sublette. Han är meteorolog vid Climate Central i Princeton, NJ. Den organisationen samlar forskare och journalister som undersöker och rapporterar fakta om jordens förändrade klimat och dess effekter.
På en mer lokal skala påverkas vädret ofta av luftmassornas sammanstötning, konstaterar Sublette. Åskväder kan till exempel utbryta där varm, fuktig luft kolliderar med svalare luft. Detta utlöser vattenånga att kondensera. Så småningom faller det som regn.
Under de senaste decennierna har forskare noterat att episoder av kraftiga regn har blivit vanligare. Till stor del, säger Sublette, har den trenden utlösts av klimatförändringarna. Forskare har noterat att den globala medeltemperaturen för det mesta har stigit stadigt under de senaste decennierna. Och för varje 0,6 grad Celsius (1 grad Fahrenheit) ökning av lufttemperaturen ökar mängden vattenånga luften kan hålla med cirka 4 procent.
I USA har den årliga nederbörden för de lägre 48 delstaterna ökat med cirka 4 procent sedan 1901, fann en färsk rapport. I synnerhet har kluster av åskväder i centrala USA under varma månader utvecklats oftare och dumpat mer regn. Det är särskilt sant sedan 1979, konstaterar forskarna.
David Easterling hjälpte till att sammanställa rapporten. Han är klimatforskare vid National Centers for Environmental Information i Asheville, NC. Frekvensen och intensiteten av stormar förväntas öka i hela landet under resten av detta århundrade, säger han. Men inte alla områden i landet kommer att drabbas av samma ökningstakt. Sydvästra USA kommer sannolikt att se mindre ökningar av nederbörd än de nordliga staterna. Men det kanske inte är förvånande, eftersom sydvästra stater vanligtvis är torrare än andra.
Över hela Houston-regionen dumpade orkanen Harvey i genomsnitt cirka 84 centimeter (33 tum) vatten. Det är förmodligen mer regn från en storm än vad regionen hade sett på en gång i århundraden, föreslår en ny analys. Vad mer, antyder studien, kan den sortens rasande regn lätt inträffa mycket oftare i framtiden.
Kerry Emanuel är en atmosfärsforskare vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge. I slutet av förra året använde han datormodeller av orkaner för att uppskatta hur ofta Harvey-liknande regn har översvämmat Houston-området. Sedan använde han samma datorprogram för att se in i framtiden. Och hans resultat är inte uppmuntrande för folket i Texas, där Harveys översvämning fördrev tusentals invånare.
Emanuel började med att skapa tusentals cyberstormar. Om en av stormarna i dessa datorsimuleringar passerade inom 300 kilometer (190 miles) från Houston och hade vindar högre än 74 kilometer (46 miles) per timme, gjorde han en uppskattning av hur mycket regn det skulle ha dumpat. Om förhållandena alltid var som i slutet av 1900-talet, fann han, skulle Houston sannolikt se stormar dumpa 50 centimeter (20 tum) eller mer bara en gång vart 2 000:e år.
Människor tänker ofta bara på klimatförändringarna som ett problem för framtiden. Men Emanuels analys avslöjar att det inte är sant. Under loppet av 100 år, fann han, ökade chanserna för extrem nederbörd med cirka 18 procent. Så om risken för extrem nederbörd i Houston-området stadigt ökar, så är chansen att regionen ser Harvey-liknande nederbörd idag ungefär sex gånger så stor som för bara 20 år sedan. Och eftersom temperaturerna stiger över hela världen, betyder det i genomsnitt att riskerna globalt för extrema översvämningar också ökar.
Torka och värmeböljor
Studier har visat att torka, som den som plågade Kalifornien från 2011 till 2017, också kommer att inträffa oftare i framtiden. Så kommer värmeböljor. Återigen, båda beror på klimatförändringarna. Men en ny analys antyder något ännu mer hemskt: de kommer att hända oftare. Och när dessa fenomen båda inträffar samtidigt, kommer var och en att förstärka effekterna av den andra.
Värmevågor är förlängda perioder som kännetecknas av temperaturer som är mycket högre än genomsnittet för just den regionen. Tänk på sommaren 2018. I slutet av juni och början av juli kan en överdriven värmebölja i Storbritannien ha dödat hundratals människor. I början av juli drabbade en fem dagar lång värmebölja – inklusive en dag med rekordstora temperaturer – Montreal, Kanada. Forskare uppskattar att ett 70-tal personer dog också där, åtminstone delvis på grund av värmen. Några veckor senare drabbades Japan av en två veckor lång värmebölja. Denna värmeperiod dödade dussintals och skickade tusentals till sjukhuset.
I framtiden kommer sådana värmeböljor att förekomma oftare av två skäl. För det första har klimatförändringarna ökat temperaturerna i de flesta regioner. Det betyder att högre temperaturer än normalt är vanligare. Men klimatförändringarna i allmänhet har också försvagat en höghöjdsflod med starka vindar. Känd som jetström, hjälper den till att driva vädersystem från väst till öst. En svagare jetström gör att vädersystem av alla slag, oavsett om det är värmeböljor eller översvämningsregn, rör sig långsammare. Så stormar har större chans att släppa mer regn på ett ställe. Och värmeböljor har större chans att hänga kvar längre.
Förklarare: Hur forskare vet att jorden värms upp
I en värmande värld där nederbörden gradvis ökar, verkar det inte som om torkan borde vara ett problem. Men konstigt nog, observerar Sublette, kan både nederbörd och torka vara på uppgång. “Man skulle kunna tro att allt skulle balansera ut, men det är inte fallet”, säger han. Varmare temperaturer ökar avdunstningen. Det drar mer fukt från jorden och skickar ut den i atmosfären. Wh sv att fukten faller tillbaka till jorden som regn, ibland kan den inte tränga in i jorden tillräckligt snabbt. Så den rinner av i floder och bäckar. Det gäller särskilt när regnet faller i extrema mängder, förklarar han.
Torka och värmeböljor i sig är illa nog. Men tillsammans kan de vara särskilt förödande, säger Felicia Chiang. Hon är hydrolog vid University of California, Irvine. (Hydrologer studerar flödet av vatten, särskilt i dess flytande form, över och genom jordens yta.) Chiangs team tittade nyligen på de kombinerade effekterna av värmeböljor och torka i det kontinentala USA.
I sin nya analys tittade Chiang och hennes lagkamrater på väderdata som samlats in i de lägre 48 staterna under två 50 år långa tidsperioder. Den ena varade från 1902 till 1951. Den andra sträckte sig från 1965 till 2014. Först beräknade de temperaturskillnaden mellan dessa två epoker. Och den nyare eran var i genomsnitt 0,25 grader C (0,45 grader F) varmare än i början av 1900-talet. Det berodde på klimatförändringarna, konstaterar hon. Sedan beräknade teamet temperaturskillnaden mellan de två epokerna endast för platser som upplever torka – och då bara under dessa torka. Temperaturökningen under den senare eran på dessa platser under deras torka var 1,06 grader C (1,9 grader F). Chiang och hennes lagkamrater rapporterade sina resultat 1 augusti i Science Advances.
I allmänhet är det vettigt att torka kan göra en värmebölja värre. Men vem skulle förvänta sig att i en uppvärmande värld skulle vissa områden faktiskt bli kallare? Det är precis vad forskare har märkt de senaste åren om vintrar i Sibirien. Det udda vädermönstret är så ovanligt – och har varit så förbryllande så länge – att forskare har gett det ett namn. De kallar det “varma Arktis, kalla Sibirien” eller WACS. Nu kan forskare ha kommit med en förklaring till denna förbryllande trend.
Tidigare försök att förklara WACS-trenden hade varit misslyckade, konstaterar Pengfei Zhang. Han är en atmosfärisk forskare nu vid University of California, Santa Barbara. Ett antal team hade försökt duplicera trenden med hjälp av datormodeller. Men han säger att ingen var framgångsrik. Vissa människor pekade på dessa misslyckanden som bevis på att klimatmodeller inte är bra. Andra använde modellernas resultat för att avfärda idén om att klimatförändringar är verkliga, säger Zhang. Dessa skeptiker föreslog att det som många forskare kallar “global uppvärmning” faktiskt bara var naturlig variation i klimatet.
Zhang och hans lagkamrater bestämde sig för att undersöka mer djupgående.
NASA-video/YouTube
Många tidigare team hade förlitat sig på klimatmodeller som saknade många detaljer. Speciellt, noterar han, var skildringar av atmosfären ovanför troposfären (TROH-puh-sfeer) – den lägsta nivån av atmosfären – inte särskilt kompletta. Och det kan vara viktigt, insåg de. Troposfären är trots allt där det mesta vädret äger rum.
De enkla modellerna går snabbt, konstaterar Zhang. Men de gav dem inte nödvändigtvis bra svar.
För en ny analys skapade Zhangs team en modell som inkluderade en simulerad atmosfär som sträckte sig upp från jordens yta cirka 140 kilometer (87 miles). Dessutom delade de upp atmosfären i mer än 60 lager. Som sådan var den väldigt detaljerad. Dess simuleringar tog mer än 2 miljoner timmars beräkningstid, säger Zhang. Men de erbjöd också en mycket bättre simulering av planeten.
Först körde teamet en simulering som representerade klimat- och havsisförhållandena i Ishavet under åren 1980 till 1999. Dessa resultat satte en baslinje mot vilken andra simuleringar kunde jämföras. Sedan körde teamet samma simulering men minskade mängden havsis från Arktis längs Rysslands norra kust för att matcha dagens förhållanden. Havsisen har försvunnit i denna del av Arktis, särskilt på hösten. Förlusten av havsis innebar att havet norr om Ryssland förlorade extra värme till atmosfären.
Datormodellen förutspådde att en sådan havsisförlust skulle förändra övergripande vädermönster här på ett antal sätt. Först stärktes ett ihållande högtrycksområde över västra Ryssland. Ett allmänt långlivat lågtrycksområde över östra Ryssland blev också starkare. Dessa trender kombinerade för att föra frekventa utbrott av kall luft till Sibirien från december till februari. Det är samma sorts ovanliga vädermönster som forskare i decennier hade sett i den verkliga världen.
Sedan finjusterade Zhang och hans team sin modell. De fick havsisen att matcha vad som nu finns i Arktis. Och de slog tillbaka simuleringens interaktion mellan troposfären och stratosfären högt ovanför den. Detta lät inte värme som steg från havet värma upp stratosfären så mycket. Resultatet: Det var relativt få utbrott av kallt väder i Sibirien. Med andra ord, denna modell förutspådde nu precis vad Sibirien hade upplevt.
Detta fynd visar vikten av att inkludera stratosfären i lagets datormodell av klimat, säger Zhang. När de återställde interaktionen mellan troposfären och stratosfären men lämnade havsis i sin simulering, var sibiriska vintrar faktiskt kallare än genomsnittet men inte alls lika kalla som de som observerats under de senaste åren.
Zhang och hans kollegor beskrev sina resultat online i 25 juli Science Advances.
“Folk frågar,” säger Sublette, “”Hur kan någon plats i världen bli kallare, när världen överlag värms upp?” Dessa typer av simuleringar beskriver ett skifte i vädermönster som kan få det att hända, noterar han.
Leave a Reply