Составлено: как изменение климата влияет на экстремальную погоду во всем мире

1. Использование карты
2. Типы погоды
3. Влияние человека
4. Тепловые волны
5. Сильный дождь и наводнение
6. засуха
7. Географический охват
8. Реальное время
9. Развивающаяся наука

| 11 марта. 2019. 11:46

Составлено: как изменение климата влияет на экстремальную погоду во всем мире

В начале 2000-х годов возникла новая область исследований в области климатологии, в которой начали изучать отпечатки пальцев человека при экстремальных погодных условиях, таких как наводнения, жары, засухи и штормы.

Эта область, известная как «атрибуция экстремальных событий», набрала обороты не только в научном мире, но также в средствах массовой информации и в общественном воображении благодаря своей силе связать, казалось бы, абстрактную концепцию изменения климата с нашим собственным ощутимым опытом Погода.

Ученые опубликовали более 230 рецензируемых исследований, посвященных погодным явлениям по всему миру, от ураган Катрина в Волна России 2010 года , В результате появляется все больше свидетельств того, что деятельность человека повышает риск возникновения некоторых видов экстремальных погодных явлений, особенно связанных с жарой.

Анализ Carbon Brief показывает, что 68% всех экстремальных погодных явлений, изученных до настоящего времени, были вызваны антропогенными изменениями климата более вероятными или более серьезными. Тепловые волны составляют 43% таких событий, засухи составляют 17%, а проливные дожди или наводнения составляют 16%.

Чтобы отследить, как накапливаются данные по этой быстро меняющейся теме, Carbon Brief наметил - насколько нам известно - каждое исследование, посвященное атрибуции экстремальных событий, из рецензируемого журнала.

Впервые опубликованная в июле 2017 года, эта статья является второй итерацией того, что станет ежегодным обновлением для включения новых исследований. Цель состоит в том, чтобы он служил трекером для развивающейся области «атрибуции экстремальных событий».

Использование карты

Карта выше показывает 260 экстремальных погодных явлений по всему миру, для которых ученые провели атрибуцию. Различные символы показывают тип экстремальной погоды; например, жара, наводнение или засуха. Цвета указывают, обнаружила ли авторство исследования связь с изменением климата, вызванным человеком (красный), без связи (синий) или была неубедительной (серый).

Как использовать нашу карту атрибуции исследований.

Используйте кнопки «плюс» и «минус» в верхнем левом углу или дважды щелкните в любом месте, чтобы увеличить любую часть мира. Нажмите на погодное событие, чтобы получить больше информации, в том числе цитату из оригинального документа для обобщения результатов и ссылку на онлайн-версию.

Фильтр слева позволяет пользователям выбирать определенный тип погодных явлений для просмотра или, например, только те, на которые оказало влияние изменение климата.

программного обеспечения используется, чтобы карта в настоящее время работает только с Веб Меркатор проекция (используется практически всеми основными поставщиками онлайн-карт). Стоит отметить, что это - как и все картографические проекции - предлагает несколько искаженное представление о мире.

Важно отметить, что погодные явления, изученные учеными до сих пор, выбраны не случайно. Это могут быть громкие события, такие как Ураган Харви Или просто события, которые произошли ближе всего к научно-исследовательским центрам. (Подробнее об этом позже.)

Гвардейцы помогают эвакуировать нуждающихся техасцев во время урагана Харви, Хьюстон, Техас. Предоставлено: сержант. Тимоти Пруитт / Техасский военный отдел через Flickr ,

Типы погоды

260 погодных явлений на карте освещены 234 отдельными научными работами. Если одно исследование охватывает несколько событий или разные места, они были выделены.

Объединяя данные за последние 20 лет, в литературе преобладают исследования экстремальной жары (31%), осадков или наводнений (20%) и засухи (18%). Вместе они составляют более двух третей всех опубликованных исследований (68%). Полный список доступен в этом Google лист ,

Как видно из приведенной ниже диаграммы, число изучаемых событий каждый год быстро росло; с восьми в 2012 году до 59 в 2018 году. Обратите внимание, что исследования, как правило, следуют через год или около того после самого мероприятия, поскольку процесс написания и рецензирования журнальных работ может занять много месяцев.

Большинство исследований, включенных здесь, были опубликованы в ежегодных специальных выпусках Бюллетеня Американского метеорологического общества «Объяснение экстремальных явлений» ( BAMS ). Каждый объем бампера обычно содержит около 20-30 рецензируемых исследований событий предыдущего года. Другие исследования были найдены через База данных климатических сигналов и онлайн-поиск в журналах.

Определенные типы событий могут быть отображены в таблице ниже, нажав на названия категорий в верхней части.

Количество исследований атрибуции по типу экстремальных погодных явлений и году. Примечание: общее количество событий уменьшилось в 2017 году, поскольку специальный доклад Бюллетеня Американского метеорологического общества за этот год был опубликован в начале 2018 года, а не в конце 2017 года.

Большинство категорий экстремальных погодных условий говорят сами за себя, но «штормы» и «океаны» требуют небольшого объяснения.

Для простоты изложения категория «штормы» включает тропические циклоны (т.е. ураганы, тайфуны) и внетропические штормы , Категория «океаны» охватывает исследования, касающиеся температуры поверхности моря и штормовых нагонов, таких как Тайфун Хайян на Филиппинах и ураган Сэнди (pdf, p17) вдоль восточного побережья США.

Жаждущие люди, пьющие из общественного фонтана, настроенного для Paris Plage, во время летней жары, Париж, Франция. Предоставлено: Idealink Photography / Alamy Stock Photo.

В этом обновлении также представлены некоторые новые категории событий, в том числе «обесцвечивание кораллов» и «экосистемные услуги», отражающие текущие события в науке об атрибуции.

Например, два исследования, посвященные 2016 году, показали, что Эль-Ниньо и антропогенное изменение климата в сочетании с засухой и плохие урожаи в южной части Африки (pdf, p91), и это усилило потепление температуры поверхности моря увеличил риск (pdf, p144) из обесцвечивание кораллов на Большом Барьерном рифе ,

Такие исследования показывают, что в атрибутивных исследованиях все чаще рассматриваются воздействия экстремальных явлений, а не внимание исключительно на погодные явления. Один из первых из этих «атрибуция воздействия» исследования был опубликован в 2016 году. По оценкам, 506 из 735 погибших в Париже во время европейской волны тепла 2003 года были связаны с тем фактом, что изменение климата привело к жаре более интенсивный чем это было бы иначе. В исследовании говорится, что то же самое произошло с 64 из 315 погибших в Лондоне.

Этот сдвиг в сторону воздействия «довольно значительный», говорит Профессор Питер Стотт Он возглавляет группу по климатическому мониторингу и атрибуции в Центре Met Office Хэдли и является соредактором отчетов BAMS с момента их появления в 2012 году. Он рассказывает Carbon Brief:

В заключение, некоторые исследования авторства также рассмотрел влияние человека на изменения общих показателей изменения климата, таких как глобальная средняя температура или повышение уровня моря. Они не были включены в карту атрибуции, поскольку здесь основное внимание уделяется крайностям.

Влияние человека

Обращаясь к результатам атрибутивных исследований, которые были опубликованы до сих пор, ученые обнаружили, что антропогенное изменение климата изменило вероятность или серьезность экстремального погодного явления в 78% исследованных случаев (68% сделали более серьезным или вероятным и 10 % сделал меньше так).

В первом издании этого анализа Carbon Brief в 2017 году было обнаружено, что 68% событий оказали воздействие на человека (63% сделали более серьезным или вероятным, а 6% - менее).

Обратите внимание, что события классифицируются здесь как оказывающие воздействие на человека, если установлено, что изменение климата повлияло как минимум на один аспект этого события. Например, изучение в результате засухи в Восточной Африке в 2011 году было установлено, что изменение климата способствовало провалу «длинных дождей» в начале 2011 года, но отсутствие «коротких дождей» в конце 2010 года было связано с климатическим явлением Ла Нинья , Таким образом, это событие обозначено как воздействие человека.

Для большинства событий, затронутых изменением климата, баланс сместился в том же направлении. То есть повышение температуры сделало данное событие более серьезным или более вероятным. Эти события представлены красным цветом на графике ниже. Щелчок по красному «срезу» показывает, что на тепловые волны приходится 43% таких событий, засухи - 17%, а осадков или наводнений - 16%. Вернитесь к исходному графику и сделайте то же самое с другими срезами, чтобы увидеть соотношение различных типов погоды в каждой категории.

В 11% изученных экстремальных погодных явлений ученые не обнаружили заметного влияния человеческой деятельности. Они окрашены в синий цвет на карте и на диаграмме выше. Для еще 10% событий данные наблюдений или методы моделирования, использованные в исследовании, были недостаточны для получения надежного заключения (показано серым цветом на карте и круговой диаграмме).

В 11% изученных погодных явлений ученые обнаружили, что изменение климата сделало событие менее вероятным или менее серьезным (бледно-оранжевый на приведенной выше диаграмме).

Неудивительно, что эта категория включает метели а также экстремальные похолодания , Тем не менее, он также включает в себя несколько исследований, которые показывают, что изменение климата уменьшило шансы на сильные дожди, а другое, которое найденный повышение температуры сделало сельскохозяйственную засуху в Калифорнии менее вероятной.

Засуха сложная (об этом позже). Вкратце, стоит отметить, что пять других исследования глядя на различные аспекты засухи в Калифорнии в течение 2011-17 найденный изменение климата имело сыграл роль , Два найдены нет заметной ссылки (pdf, p7-15), в то время как один был неубедительный (pdf, p3).

Как показывает случай засухи в Калифорнии, часто необходимо копать глубже, чтобы понять полную картину. В оставшейся части этой статьи рассматриваются свидетельства трех наиболее изученных типов экстремальных погодных явлений - волны тепла, сильные дожди и наводнения и засухи, а также некоторые из основных проблем, связанных с атрибуцией событий, и где находится поле в целом. заголовок.

Тепловые волны

Из 80 исследований атрибуции, которые рассматривали экстремальную жару во всем мире, 76 (95%) обнаружили, что изменение климата сделало такое событие более вероятным или более серьезным. Ни одно исследование не показало, что тепловая волна стала менее сильной из-за изменения климата, в то время как одно исследование (1%) не выявило влияния, а еще три (4%) оказались безрезультатными.

Одно исследование предполагает, что волна тепла в Корее летом 2013 года стала в 10 раз более вероятной из-за изменения климата, например (pdf, p48). Исследование экстремальной жары, которая не нашла роли для изменения климата, было анализ российской жары в 2010 году.

Наиболее изученным регионом тепловых волн в литературе является Австралия, где анализируется около 18% всех исследований, связанных с жарой. Все, кроме одного из 14 исследований австралийской жары обнаружили, что изменение климата сыграло свою роль. Стоит отметить, однако, что эта учеба было неубедительным для города Мельбурн на юго-востоке Австралии, но авторы обнаружили влияние человека на сильную жару на побережье Аделаиды (pdf, p145).

Аделаида, Южная Австралия, 19 декабря 2013 года. Пассажиры в Кинг-Уильям-стрит укрываются от жары во время сильной жары 43C, а город переживает самый жаркий декабрьский день с 1931 года. Предоставлено: CandyAppleRed Images / Alamy Live News.

Это поднимает несколько важных моментов. Во-первых, обнаружение того, что изменение климата внесло свой вклад в какое-либо событие, не означает, что оно «вызвало» это событие. Атрибуция - это проработка, если вероятность или величина конкретного события, происходящего сейчас, отличается от того, что было бы в мире, который не был потеплением.

Полезная аналогия - как объяснено в первый отчет BAMS в 2012 году - бейсболист, который начинает принимать стероиды. Если игрок начинает совершать на 20% больше хоум-ранов, чем раньше, невозможно точно сказать, является ли тот или иной хоум-ран следствием стероидов или спонтанного навыка игрока. Но можно сказать, как стероиды изменили вероятность того, что игрок доберется до дома, сравнив свои текущие и исторические показатели. Как говорится в отчете:

Другим важным моментом является то, что в тех случаях, когда наука атрибуции обнаруживает, что изменение климата делает данный тип экстремальной погоды более вероятным, это не обязательно означает, что вероятность такого рода погоды с каждым годом увеличивается. Естественная изменчивость означает, что все еще будут взлеты и падения в силе и частоте экстремальных явлений.

Наконец, обычно есть уровень уверенности, связанный с результатами атрибуции. Таким образом, хотя два исследования могут обнаружить роль влияния человека в данном погодном явлении, сигнал может быть сильнее для одного, чем для другого. Для целей этого анализа карта атрибуции не различает результаты с высокой и низкой достоверностью, но пользователи могут перейти к каждому исследованию для получения более подробной информации.

Сильный дождь и наводнение

Из 51 исследования, посвященного изучению осадков или наводнений, 29 (57%) обнаружили, что человеческая деятельность сделала событие более вероятным или более серьезным - гораздо меньшая доля, чем в исследованиях, связанных с жарой. Три исследования (6%) показали, что изменение климата снизило вероятность возникновения целого события. Из оставшихся исследований сильных дождей 13 (25%) не обнаружили никаких признаков связи с изменением климата, в то время как шесть (12%) не дали результатов.

То, что для экстремальных осадков существует более разделенный набор результатов, чем для волн тепла, можно предположить по нескольким причинам. В некоторых случаях ограниченные данные могут затруднить обнаружение четкого «сигнала» изменения климата выше «шума» погоды, считающейся нормальной для конкретного региона. В других случаях неубедительный результат может отражать тот факт, что дожди или наводнения по своей природе более сложны, чем тепловые волны, и многие способы естественной изменчивости играют свою роль. Человеческие факторы, такие как землепользование и дренаж, также играют роль в том, приводит ли сильный дождь к наводнениям.

Оксфорд, Великобритания. 10 января 2014 года. Человек и собака на мосту, перекрытые наводнениями Уровни рек в Оксфорде находятся на самом высоком уровне с 2007 года. Предоставлено: roger askew / Alamy Live News.

Взять хотя бы Великобританию. В то время как одно исследование установлено, что изменение климата повысило риск наводнений в Англии и Уэльсе осенью 2000 года как минимум на 20% (и даже до 90%), другой обнаружил небольшое влияние на летние осадки в 2012 году (pdf, p36).

Это поднимает еще один важный момент. Когда дело доходит до интерпретации результатов исследований атрибуции событий, важно, что это за вопрос. Например, 2013 исследование спросил, было ли недавнее влажное лето в северо-западной Европе ответом на отступление арктического морского льда (pdf, p32). Ответ из исследования был «нет». Но, как говорится в предисловии к отчету BAM за этот год:

Это похоже на аргумент Доктор Кевин Тренберт , выдающийся старший научный сотрудник Национальный центр атмосферных исследований и коллеги в Изменение климата природы «Перспективная» статья в 2015 году.

В документе отмечается, что в хаотической погодной системе сложная динамика атмосферы означает, что размер и путь шторма или сильного ливня имеет большой элемент вероятности. Это может затруднить определение места изменения климата, потенциально недооценивая его влияние.

Поэтому, вместо того, чтобы анализировать погодные условия, которые приводят к шторму в области, авторы утверждают, что ученые должны смотреть на то, как воздействие этого шторма было усилено изменениями температуры - так называемыми «термодинамическими» эффектами. Более высокие температуры означают более теплые моря, более высокие уровни моря и больше влаги, испаряющейся в атмосферу. Авторы пишут, что это те изменения, в которых ученые могут быть более уверенными, и поэтому им следует уделять основное внимание исследованиям атрибуции, а не анализу изменений в характере циркуляции в атмосфере.

Например, статья пересматривает ранее изучение (pdf, p15), который предположил, что изменение климата уменьшило шансы пятидневного сильного ливня, который обрушился на северо-восток Колорадо в сентябре 2013 года. Тренберт и его коллеги утверждают, что, хотя изменение климата, возможно, не сделало конкретную систему погоды, которая привела к дождь, скорее всего, будет способствовать увеличению объема влаги в атмосфере.

Хотя исследования атрибуции тепловых волн, как правило, более просты, чем штормы, поскольку они сосредоточены на термодинамических воздействиях, тип вопросов, которые они задают, все еще важен. Тепловая волна России в 2010 году - хороший тому пример. Одно исследование Глядя на серьезность события, не нашел роли в изменении климата. Еще другой , который действительно нашел влияние, посмотрел на вероятность события.

Это кажущееся противоречие решается третье исследование что примиряет двух других. Это объясняет, что «одно и то же событие может быть как в основном вызвано внутренним воздействием (т.е. естественной изменчивостью) с точки зрения величины, так и главным образом вызвано внешним воздействием (то есть изменением климата, вызванным человеком) с точки зрения вероятности возникновения».

Как Доктор Фридерике Отто , заместитель директора Институт экологических изменений на Оксфордский университет и ведущий автор третьего исследования, сообщает Carbon Brief:

Также важно подчеркнуть, что отсутствие доказательств связи с изменением климата - это не то же самое, что доказательство отсутствия. Другими словами, это не обязательно означает, что не было никакого человеческого влияния, просто то, что определенный анализ не нашел его. Вот почему отдельное исследование никогда не следует считать последним словом о том, как изменение климата влияет на данный тип экстремальной погоды.

засуха

Из 46 случаев засухи, рассмотренных в опубликованных исследованиях, 65% обнаружили, что изменение климата увеличило серьезность рассматриваемого события или вероятность его возникновения. Еще 20% исследований не обнаружили заметной связи с деятельностью человека, в то время как 13% были неубедительными.

Аэрофотоснимок ферм, пострадавших от засухи в Калифорнии, когда президент США Барак Обама пролетает мимо во время тура на борту Marine One 11 февраля 2014 года. Фото: Белый дом / Alamy Stock Photo.

Этот смешанный пакет результатов отражает сложность засухи. И, опять же, конкретный вопрос имеет значение. Выводы о роли изменения климата в конкретной засухе могут зависеть, например, от того, будет ли исследование изучать температуру, осадки или влажность почвы.

Как говорится в отчете BAMS за 2015 год:

Географический охват

Хотя за короткое время многое было достигнуто в области атрибуции экстремальных явлений, ученые постоянно ищут способы адаптировать свою работу к людям, которые могут ее использовать.

Одна из главных целей с первых дней работы в этой области заключалась в расширении атрибуции экстремальных событий, чтобы охватить более обширный и разнообразный географический район. Где в мире ученые могут проводить атрибуционные исследования - и для каких событий - всегда будет ограничено качеством записи данных. Но в данный момент наблюдается сильная склонность к погодным явлениям, которые являются локальными для групп моделирования или имеют особый научный интерес. Отто объясняет:

Это означает, что, хотя проведенные до сих пор исследования показывают роль изменения климата в экстремальных погодных условиях во всем мире, их не следует считать репрезентативными для всех типов экстремальных погодных явлений повсюду, говорит Отто. Она рассказывает Carbon Brief:

Реальное время

Наряду с расширением науки для охвата различных типов погоды и большей части мира, ученые все быстрее поворачивают ручку к исследованиям атрибуции экстремальных явлений - иногда сокрушая цифры всего несколько дней спустя произошло событие Надежда в научном сообществе заключается в том, что быстрые, с научной точки зрения строгие оценки экстремальных погодных условий можно использовать в службе атрибуции «в реальном времени». Как изучение На наводнение в Луизиане поставили:

Большая часть работ по атрибуции событий в реальном времени, происходящих сегодня, выполняется как часть Всемирной атрибуции погоды ( ВАВ ) проект - партнерство между Оксфордским университетом Институт экологических изменений Королевский Нидерландский Метеорологический Институт ( KNMI ) и Климатический центр Красного Креста и Красного Полумесяца ( Климатический Центр «). Отдельный проект, финансируемый ЕС, EUCLEIA , смотрит конкретно на изменение климата и экстремальные погодные условия в Европе. Карбоновые трусы прошлые статьи на атрибуции дать больше информации о различных методы разные группы использовать.

Хотя конкретные результаты исследований «в реальном времени» не подвергаются рецензированию в момент их публикации, методы, лежащие в их основе. Как говорится в отчете BAMS за 2014 год:

Тем не менее, многие анализы в реальном времени были опубликованы в научной литературе несколько месяцев спустя. По этой причине карта атрибуции Carbon Brief включает только опубликованные исследования и поэтому может временно опускать самые последние исследования в режиме реального времени.

В прошлом году также увидел самый первый «прогнозируемый аванс» атрибуционный анализ , который количественно оценил влияние изменения климата на размер, количество осадков и интенсивность Ураган флоренция до того как он совершил посадку на берег в Северной Каролине в сентябре 2018 года.

В результате анализа было выполнено два набора краткосрочных прогнозов урагана: один, как климат сегодня, а другой в моделируемом мире без антропогенного изменения климата. Исследователи пришли к выводу:

Предварительный анализ атрибуции был «довольно крутой идеей», говорит Питер Стотт, добавив, что «я думаю, что мы можем увидеть больше из них, а также потенциально проводить вероятностные исследования, основанные на сезонных прогнозах и прогнозах погоды». Однако это зависит от способности надежно прогнозировать такие события, отмечает он.

Качество прогноза было сомнительным для анализа атрибуции урагана Флоренция, говорит Доктор Кевин Тренберт , выдающийся старший научный сотрудник Национальный центр атмосферных исследований , который описывает это как «немного катастрофы». Он говорит Carbon Brief:

Ключевым требованием для надежного исследования атрибуции является то, что модели должны точно копировать экстремальное событие, говорит Тренберт, но «очевидно, что невозможно оценить достоверность прогноза, если сделать это заранее».

Озеро Качума, Калифорния, США. 2 декабря 2015 года. Поскольку сильная засуха в Калифорнии продолжается уже четвертый год подряд, уровень воды в озерах и водохранилищах штата достигает исторического минимума. Озеро Качума, являющееся основным источником питьевой воды для примерно четверти миллиона жителей центрального побережья, по состоянию на 2 декабря 2015 года имело 14-процентную пропускную способность. С 2011 года уровень воды в водохранилище упал более чем на 80 футов, и значительная часть мутного дна озера теперь выставлена ​​(Скотт Лондон / Alamy Live News)

Развивающаяся наука

По мере того как наука об атрибуции экстремальных явлений созревает и становится более нюансированной, меняется и способ, которым мы говорим об экстремальных погодных условиях и изменении климата.

В то время как некоторые свидетельствуют о том, что на экстремальную погоду должен воздействовать потепляющий мир, это требует некоторой осторожности. Как отмечается в первом отчете BAMS в 2012 году:

Но хотя было бы преждевременно предполагать, что последнее слово является каким-либо отдельным исследованием, ясно, что во многих случаях наука может добиться большего успеха, чем это. Точно так же научное мышление явно перешло от неудовлетворительного утверждения о том, что невозможно приписать какое-либо отдельное погодное явление изменению климата.

Действительно, были некоторые недавние исследования, которые заключили, что событие - или аспект события - было бы « практически невозможно " или же " не мог быть таким серьезным Без изменения климата. Как один арктический морской лед изучение с 2016 года ставит это:

В конечном счете, нет никаких общих правил в атрибуции событий. Ученым необходимо изучить обстоятельства каждого отдельного погодного явления. Только путем объединения данных со всего мира они могут начать делать более широкие выводы.

Данные из научной литературы - в том виде, в каком они есть - позволяют предположить, что из экстремальных погодных явлений, которые ученые изучали до настоящего времени, изменение климата сделало более 60% из них более вероятными или более разрушительными. Большинство из этих событий были волнами тепла, но отпечаток изменения климата также ощущался на засухе, проливных дождях, лесных пожарах и даже тропических циклонах.

Цель Carbon Brief - периодически добавлять новые исследования атрибуции экстремальных событий на нашу карту и сопровождающий их анализ по мере их публикации. пожалуйста связаться с любыми предложениями об атрибуции исследований, которые могут быть включены.

Это первое обновление карты атрибуции Carbon Brief, которая была впервые опубликована в июле 2017 года и до сих пор доступна на этом сайте. архивная ссылка ,

Sharelines из этой истории

Похожие

Комментарии