由于气候变化,罕见和恶劣的天气事件现在更加普遍

2022年8月24日下午12:37
美国国家航空航天局
布伦达Ekwurzel
高级气候科学家,气候科学主任


这个夏天,也被称为危险的季节美国已经经历了创纪录的热浪、干旱和洪水。近年来的夏天,洪水、飓风和严重的野火都创下了历史记录,这与我们许多人的记忆不同。

当这些类型的事件发生时,它们通常被描述为每x年发生一次事件。但究竟什么是50年、100年或1000年一次的天气事件?在地球变暖,气候变化改变一切的情况下,这种描述还有意义吗?

让我们分解这些术语的真正含义,弄清楚这些语言是否有效地传达了这些事件的罕见性和严重性。

什么是罕见的变得越来越普遍

很长一段时间以来,人们一直在观察天气的各个方面。关于非凡天气事件的故事千古重述.当我们通过新闻头条分享天气和气候故事时通过视频,我们经常把这些事件放在上下文中,并与之前的事件进行比较。

以每年都会发生的季节性事件为例,比如春天河流上的冰破裂。河滨社区历史上知道并痴迷于冰川破裂的日期,因为他们依赖河流进行交通、狩猎、捕鱼和商业需求。这一一年一度的活动取决于该地区许多与天气有关的因素。

在北极圈附近的阿拉斯加和加拿大社区,以往的经验表明,河冰在4月中旬破裂是非常罕见的,当时社区预计气温会达到冰点。在过去,在4月的最后几天和5月的开始是非常罕见的,但在观测范围内是有可能的。但今天,在阿拉斯加的内纳纳和育空地区的道森市,河冰破裂经常发生比一个世纪前早一周左右.在这种情况下,过去非常罕见(一代人或一生只有一次)的情况现在变得更加普遍。年轻一代正在学习预计每年的冰破裂会更早,大约在4月到5月的月初。

类似的变化正在发生,在一些地方,创纪录的高温已不再是闻所未闻(见图中附加标签)Ipcc ar6 wg1 FAQ 11.3).

IPCC AR6 WG1 FAQ 11.3图与标签,箭头,虚线由B.E.添加
工业化前气候与当前气候与气温事件年概率的比较。

一个住在伦敦的人,就像他们的曾祖父母一样,可能听说过一场罕见的热浪扰乱了夏天的一天。但是,他们的曾祖父母从未经历过像上个月伦敦居民那样超过40度的夏天。第一次约会记录40°C在英国是2022年7月19日。

今年夏天英国的热浪不仅是罕见的事件,而且是有史以来最严重的事件!科学家们预计这一天会到来,尽管不太可能在他们发表论文的两年后。

英国气象局的科学家当时评估说,像今年夏天这样炎热的夏天是极其罕见的。目前每年都有0.3%到1%的机会).尽管可能性越来越大。那些微小的机会就这样发生了,记录的门槛已经被跨越了。

就像北极圈的年轻人经历了比他们的长辈记忆中更热的温度一样,伦敦的年轻人将更多地经历老一辈人罕见或闻所未闻的事情。多亏了气候变化。

每100年一次并不像你想的那样

人们普遍认为,当他们每50年或每100年听到一次时,年数越高,事件越罕见。这听起来好像我们必须等上几年才能看到如此巨大的地震。但这不是它的意思。

一个100年的洪水水位意味着在任何给定年份超过该水位的概率为1%。每年发生这种级别洪水的几率为1%。它可以连续几年发生,但每一年发生的几率只有百分之一。再加上气候变化,我们需要跟踪这些洪水水位是哪十年确定的。例如,随着未来几十年预计海平面上升,目前可能发生的极端沿海洪水(50年一遇的洪水或任何一年发生几率只有2%的大洪水)很可能会发生每年都在美国沿海地区发生地区。

休斯顿的哈维飓风就是另一个例子。这是2017年发生的一场大飓风迅速加强,停滞在两个相反的压力系统之间。结果是哈维飓风的降雨量超过了千年极端降水休斯顿都会区一些科学家将此次事件描述为哈维架设了一根软管,将地表的水吸走,并在几天内将其倾倒在都会区。

天气预报员和政府官员如何向居民警告一场大洪水(在任何一年发生的几率只有0.1%)?城市规划者、居民和企业如何规划基础设施,使其能够在气候变化的影响下更频繁地抵御这种规模的洪水?未来几十年,休斯顿在“哈维”下出现的极端降水将不再那么罕见。

警告:记录期是理解一个事件有多罕见的关键

你看过这样的新闻吗:

在考虑罕见事件如何变得越来越普遍时,重要的是要注意我们已经记录了多长时间。记录的长度是为任何可能发生的极端天气事件提供背景的关键。这有助于科学家和非科学家更好地理解这个事件是“天气总是在变化”的常见流行语的另一个例子,还是天气事件真的是“超出了图表?”

记录公元212-1915年的巨红杉年轮。在亚利桑那大学展出。(摄影:Brenda Ekwurzel)

气候变化加剧了极端事件的严重程度和后果

极端事件概率和相关严重程度正在发生变化。现在,许多社区更有可能经历前所未有的极端天气事件。根据IPCC的说法,现在和未来几十年,极端事件将以各种形式发生,其规模更大,频率更高,地点新的或时间不同(Ipcc ar6 wg1 FAQ 11.2).

现在,人类活动影响的极端降雨事件更有可能发生,中国和美国有一个共同点:在如此强降雨的地方,我们可以预测到什么样的洪水风险,并为此做好准备。一场破纪录的降雨事件2020年8月,中国四川省现在发生的概率是历史概率的两倍。总的来说,对于美国来说,过时的100年洪水区地图大约代表了10040%少算因此,更多的房屋处于目前的百年一遇洪水区。

社区如何为更常见的与恶劣天气有关的事件做准备,对于提高生存能力和在前所未有的天气事件后忍受和恢复的适应力有很大帮助。

不幸的是,在太多极端洪水和热浪的案例中,这种趋势并不令人鼓舞。

我们可以做得更好。从上述事件中吸取的教训已经在改善这些区域和世界上许多其他地区的规划决策和应急反应,这些地区知道自己可能是下一个受灾地区。我们可以向世界上一些地方学习,那里的人们已经对类似事件有了适应能力,这些事件在那里很常见,但在其他地区以前很少见:换句话说,西雅图必须向凤凰城学习如何应对极端高温,凤凰城可以向阿布扎比学习供水解决方案。

我们需要创新的词语来描述极端天气事件

有时,数学和我们的语言无法传达我们在气候变化问题上是多么完全处于未知的领域。

来自世界各地20多个机构的研究人员评估了加拿大和美国边境地区2021年致命的太平洋海岸热浪一个-在1000年的事件.在今年早些时候的一次科学学会会议上,当被问及这种热浪的罕见性时,其中一位合著者暂时不知道该如何描述这一事件。他们说,像他们在论文中所做的那样,很难掌握典型的数学方法。热浪是如此罕见,如此严重,如此难以想象,就好像热浪是一个带圆点的粉色大象也就是说,从未见过或想象过。

去年在加拿大或今年在英国的人们发现自己真的处在一个未知的领域。当热浪(或其他天气事件)像带圆点的粉色大象一样罕见时,一个地区对这种奇怪的事件毫无准备,我们该怎么办?我们可以用什么语言提前警告人们?

关于数学的语言必须开始改变,部分原因是过去的统计数据往往不足以描述我们今天正在经历的一些前所未有的事件。更不用说未来世界朝着1.5摄氏度或2摄氏度的全球平均气温猛冲。