什么是大气河风暴?

由:汤姆Corringham|

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美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的这张卫星图像显示了一条从夏威夷延伸到加州的湿气河流,时间是2021年10月24日。它也被称为“菠萝快车”。美国国家海洋和大气管理局

让人们说出世界上最大的河流,大多数人可能会猜它是亚马逊河,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,就像现在的这些加州北部湿透

大气河流是大气中狭长的水汽带,从热带地区延伸到高纬度地区。这些天空中的河流可以运输是密西西比河水量的15倍

当水分到达海岸并向内陆移动时,它上升到山脉上方,产生雨雪。许多厌倦火灾的西方人欢迎这些洪水,但大气河流也会引发其他灾害,如极端的洪水和泥石流

在过去的20年里,随着观测网络的改进,科学家们对这些重要的天气现象有了更多的了解。大气河流遍及全球,影响着世界主要陆地块的西海岸,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,这只是其众多口味之一。

我的研究结合了经济学和大气科学来衡量恶劣天气造成的损失。最近,我带领来自斯克里普斯海洋研究所和美国陆军工程兵团的研究人员进行了首次系统分析yabo由极端洪水造成的大气河流的损害.我们发现,虽然这些事件中的许多都是良性的,但其中最大的事件造成了美国西部大部分的洪水破坏。据预测,大气河流还会增长更长,更湿,更宽在气候变暖的情况下

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大气河流是美国西部重要的水源。
美国国家海洋和大气管理局

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天空中的河流

2019年2月27日,一条大气河流从热带北部推动了一缕宽350英里(563公里)、长1600英里(2574公里)的水蒸气穿过天空太平洋到北加州海岸

就在旧金山湾以北,索诺马县著名的葡萄酒之乡,风暴袭来21英寸的降雨量.俄罗斯河的最高水位为45.4英尺(13.8米)——高出洪水水位13.4英尺(4.1米)。

Guerneville镇四十年来第五次被俄罗斯河下游浑浊的棕色洪水淹没。仅索诺玛县的损失估计就有超过1亿美元

这类事件近年来引起了人们的关注,但大气河流并不是什么新鲜事。数百万年来,它们在天空中蜿蜒前行,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”这个短语,用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轨迹。到20世纪90年代末,大气科学家们已经发现,世界上90%以上的来自热带和亚热带的水分通过类似的系统被输送到高纬度地区。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。

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有益的和有害的

研究人员早就知道,由大气河流造成的洪水可能会耗费大量金钱,但在我们进行研究之前,没有人对这些损害进行量化。我们使用了斯克里普斯海洋学研究所汇编的大气河流事件目录西部极端天气和水中心,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)损失估计相匹配。

我们发现,大气河流每年在美国西部造成的洪水损失平均达11亿美元。在我们研究的这些年里,西部80%以上的洪水损失都与大气河流有关。在一些地区,如加州北部沿海地区,这些系统造成了超过99%的损失。

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和不列颠哥伦比亚省之间的太平洋海岸登陆。这些风暴中的大多数都是良性的:大约有一半没有造成保险损失,而且这些风暴补充了该地区的水供应。

但也有一些例外。我们用的是最近开发的大气河流分类量表它将风暴从1到5进行排序,类似于飓风和龙卷风的分类系统。这些类别和观察到的损害之间有明显的联系。

大气河1级(AR1)和AR2风暴造成的损失估计不到100万美元。AR4和AR5风暴造成的损失中值分别为10亿美元和1亿美元。最具破坏性的ar4和ar5每次风暴产生的影响超过10亿美元。这些价值数十亿美元的风暴每三到四年就会发生一次。

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更潮湿的大气层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与它们造成的洪水破坏之间的指数关系。等级从1到5每增加一次,损害就会增加十倍。

几个已发表的研究已经建立了大气河流在未来几十年的变化模型。其机理很简单:温室气体在大气中捕获热量,使地球变暖。这导致更多的水从海洋和湖泊蒸发,空气中增加的水分使风暴系统变得更强。

像飓风一样,大气中的河流预计也会增长更长,更宽,更湿润在气候变暖的情况下我们的研究发现,损害随强度呈指数增长,这表明,即使大气河流强度适度增加,也可能导致显著更大的经济影响。

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更好的预测至关重要

我认为,改进大气预报系统应该是适应变化的气候的优先事项。更好地了解大气河流的强度、持续时间和登陆地点,可以为居民和应急人员提供有价值的信息。

同样重要的是,要阻止在高危地区新建建筑,并在重大灾害发生后帮助人们转移到更安全的地方,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。这些风暴还会继续袭来,而且越来越强。在我看来,稳定全球气候系统是将经济损失和对弱势群体的风险降到最低的唯一长期途径。

本文转载自谈话在知识共享许可下。你可以找到原文在这里

汤姆Corringham是加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)气候、大气科学和物理海洋学的博士后学者。他从美国填海局获得资金;加州-内华达气候应用计划(CNAP),一个国家海洋和大气管理局区域综合科学和评估小组;美国地质调查局国家气候适应科学中心西南气候适应科学中心;以及加州大学总统办公室的多校区研究项目和倡议。

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