大气中的河流风暴和气候变化导致了洪水泛滥,代价高昂

时间:2020-01-29 19:15 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

大气中的河流风暴和气候变化导致了洪水泛滥,代价高昂

让人们说出世界上最大的河流,大多数人可能会猜是亚马逊河、尼罗河或密西西比河。事实上,地球上一些最大的河流就在天空中,它们可以产生强大的风暴,就像现在那些浸透太平洋西北部的风暴一样。

大气河流是大气中从热带延伸到高纬度地区的狭长水带。这些空中河流的流量是密西西比河的15倍。当湿气到达海岸并向内陆移动时,它就会越过山脉,产生降雨和降雪,有时还会导致极端的洪水。

在过去的20年里,随着观测网络的不断完善,科学家们对这些重要的天气现象了解得越来越多。大气河流遍布全球,影响着世界主要陆地板块的西海岸,包括葡萄牙、西欧、智利和南非。所谓的“菠萝快车”风暴将水分从夏威夷带到美国西海岸,这只是它们众多口味中的一种。

我的研究结合了经济学和大气科学来衡量恶劣天气事件造成的损失。最近,我带领斯克里普斯海洋研究所和美国陆军工程兵部队的一组研究人员,对极端洪水造成的大气河流破坏进行了首次系统分析。我们发现,虽然这些事件中有许多是良性的,但其中最大的一个造成了美国西部大部分的洪水破坏,而且在气候变暖的情况下,大气河流预计会变得更长、更湿、更宽。

天空中的河流

2019年2月27日,一条大气河流推动一股350英里宽、1600英里长的水汽柱穿过天空,从热带的北太平洋一直延伸到北加州海岸。

就在旧金山湾以北,索诺玛县著名的葡萄酒之乡,风暴带来了超过21英寸的降雨。俄罗斯河流的最高水位为45.4英尺——比洪水位高出13.4英尺。

四十年来,格恩维尔镇第五次被俄罗斯河下游浑浊的棕色洪水淹没。仅索诺马县的损失估计就超过1亿美元。

大气中的河流风暴和气候变化导致了洪水泛滥,代价高昂

近年来,这类事件引起了人们的注意,但大气河流并不是什么新鲜事。它们在天空中漫步了数百万年,将水蒸气从赤道输送到两极。

20世纪60年代,气象学家创造了“菠萝快车”一词来描述起源于夏威夷附近并将温暖的水蒸气带到北美海岸的风暴路径。到20世纪90年代末,大气科学家已经发现,世界上90%以上的湿气都是通过类似的系统从热带和亚热带输送到高纬度地区的,他们称之为“大气河流”。

在干旱条件下,大气中的河流可以补充水源,扑灭危险的野火。在潮湿的条件下,它们会造成破坏性的洪水和泥石流,对当地经济造成严重破坏。

有益的和有害的

一段时间以来,研究人员已经知道,大气河流引发的洪水可能会耗费大量资金,但在我们的研究之前,还没有人将这些损失量化。我们使用了斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的西部极端天气和极端水事件中心(Center for Western Weather and Water extreme)编制的大气河流事件目录,并将其与40年的洪水保险记录和20年的国家气象局(National Weather Service)损失估算数据进行了对比。

我们发现,在美国西部,大气河流每年平均造成11亿美元的洪水损失。在我们研究的这些年中,西部80%以上的洪水损失都与大气河流有关。在一些地区,如沿海的北加州,这些系统造成了超过99%的损害。

我们的数据显示,平均每年,大约有40条大气河流在下加利福尼亚州和不列颠哥伦比亚省之间的太平洋沿岸登陆。这些事件大多是良性的:大约一半没有造成保险损失,这些风暴补充了该地区的水供应。

但也有一些例外。我们使用了最近开发的大气河流分类尺度,将风暴从1到5进行分级,类似于飓风和龙卷风的分类系统。在这些类别和观察到的损害之间有明显的联系。

大气河流1类(AR1)和AR2风暴造成的损失估计在100万美元以下。AR4和AR5风暴造成的损失中值分别为10亿美元和100亿美元。最具破坏性的ar4和ar5每次风暴的影响超过10亿美元。这些价值数十亿美元的风暴每三到四年发生一次。

潮湿的大气意味着更严重的风暴

我们最重要的发现是大气河流的强度和它们造成的洪水破坏之间的指数关系。等级从1到5每增加1级,所造成的损害就增加10倍。

最近的几项研究模拟了大气河流在未来几十年的变化。其原理很简单:温室气体将热量困在大气中,使地球变暖。这导致更多的水从海洋和湖泊蒸发,增加的空气湿度使风暴系统变得更强。

像飓风一样,大气中的河流在气候变暖的情况下会变得更长、更宽、更湿。我们的研究结果表明,随着污染强度的增加,污染程度呈指数级增长。这表明,即使是大气河流强度的轻微增长,也可能导致更大的经济影响。

更好的预测至关重要

我认为改善大气预报系统应该是适应气候变化的优先事项。更好地了解大气河流的强度、持续时间和登陆地点可以为居民和应急响应人员提供有价值的信息。

同样重要的是,要阻止在高风险地区进行新的建设,并帮助人们在重大灾难后搬到更安全的地方,而不是在原地重建。

最后,我们的研究强调了减少全球温室气体排放的必要性。这些风暴还会继续,而且会越来越强。在我看来,稳定全球气候系统是减少对脆弱社区的经济损害和风险的唯一长期途径。

大气中的河流风暴和气候变化导致了洪水泛滥,代价高昂

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