什么是大气河风暴?

经过:汤姆·柯林汉姆|

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这款NOAA卫星图像显示了一条从夏威夷到加利福尼亚的水分河,2021年10月24日。它被称为“菠萝快递”。NOAA

要求人们命名世界上最大的河流,大多数人可能会猜测是亚马逊尼罗河或密西西比州。实际上,地球上最大的河流在天空中 - 它们可以产生强大的风暴,就像现在的风暴一样淋湿北加州

大气河流在大气中的狭窄水分带,从热带地区延伸到更高的纬度。这些天空中的河流可以运输密西西比河的15倍

当水分到达海岸并在内陆移动时,它会在山上升起,产生雨水和雪。许多厌恶的西方人欢迎这些妄想,但是大气河流可以引发其他灾难,例如极端洪水和碎片流

在过去的20年中,随着观察网络的改善,科学家对这些重要天气现象有了更多了解。大气河流发生在全球,影响了世界主要土地的西海岸,包括葡萄牙,西欧,智利和南非。所谓的“菠萝快递”风暴,从夏威夷到美国西海岸的水分只是他们的众多风味之一。

我的研究结合经济学和大气科学测量恶劣天气事件的损害。最近,我领导了Scripps海洋学研究所和陆军工程兵团的一组研究人员,首次系统分析由于极端洪水,大气河的损害。我们发现,尽管其中许多事件是良性的,但其中最大的事件会导致美国西部的大部分洪水破坏,而大气河流则会增长更长,湿更宽在温暖的气候下。

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大气河是美国西部的重要水源。
NOAA

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天空中的河流

2019年2月27日,一条大气的河流向宽350英里(563公里)宽的水蒸气,宽1,600英里(2,574公里),从热带北部的天空中长。太平洋到北加州海岸。

在索诺玛县著名葡萄酒国的旧金山湾以北,风暴倒塌了21英寸的雨。俄罗斯河的顶峰为45.4英尺(13.8米) - 洪水阶段以上13.4英尺(4.1米)。

在四十年来的第五次,格尔内维尔镇被淹没在俄罗斯下河的棕褐色洪水下。仅索诺玛县的赔偿就估计超过1亿美元

近年来,此类活动引起了人们的注意,但大气河并不是什么新鲜事物。他们在天空中蜿蜒了数百万年,将水蒸气从赤道运送到杆子。

在1960年代,气象学家创造了“菠萝快递”一词,描述了起源于夏威夷附近并将温水蒸气带到北美海岸的风暴轨迹。到1990年代后期,大气科学家发现,来自热带和亚热带的世界水分中有90%以上被类似系统传输到更高的纬度,它们命名为“”大气河。”

在干燥的条件下,大气河流可以补充供水和淬火危险的野火。在潮湿的条件下,它们可能导致洪水和碎屑流动,对当地经济造成严重破坏。

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乐于助人和有害

研究人员已经知道,由于大气河流造成的洪水可能会花费很多钱,但是直到我们的研究都没有人量化这些损失。我们使用了Scripps海洋学机构编制的大气河活动目录西方天气和极端水并将其与40年的洪水保险记录和20年的国家气象服务损害估计相匹配。

我们发现,在美国西部,大气河每年平均造成11亿美元的洪水损失,在我们研究的几年中,西方所有洪水损失的80%以上与大气河有关。在某些地区,例如北加州沿海地区,这些系统造成了99%以上的损害赔偿。

我们的数据表明,在平均一年中,大约40条大气河流在巴哈加州和不列颠哥伦比亚省之间的太平洋海岸登陆。这些事件大多数是良性的:大约一半没有造成保险损失,这些风暴补充了该地区的供水。

但是有很多例外。我们使用了最近开发的大气河分类量表这将暴风雨从1到5排名,类似于对飓风和龙卷风进行分类的系统。这些类别与观察到的损害之间存在明确的联系。

大气河类别1(AR1)和AR2风暴估计损失少于100万美元。AR4和AR5风暴在10秒和100秒内造成了中位数损失。最具破坏性的AR4和AR5S每风暴产生超过10亿美元的影响。这十亿美元的暴风雨每三到四年发生一次。

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狂热的气氛意味着更糟的暴风雨

我们最重要的发现是大气河的强度与造成的洪水损失之间的指数关系。量表从1到5的增加都与损害赔偿的十倍增加有关。

一些已发表的研究已经建模了在未来几十年中大气河流将如何变化。该机制很简单:温室气体会在大气中捕获热量,使地球变暖。这会导致更多的水从海洋和湖泊中蒸发,并且空气中的水分增加使风暴系统变得更强大。

像飓风一样,大气河也预计会生长更长,更宽又湿在温暖的气候下。我们的发现,损害赔偿的强度呈指数增长表明,即使大气河强度的适度增加也可能导致更大的经济影响。

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更好的预测至关重要

我认为,改善大气预测系统应该是适应不断变化的气候的优先事项。更好地了解大气河流的强度,持续时间和登陆位置可以为居民和应急人员提供宝贵的信息。

在重大灾难之后,不要在高风险地区劝阻新建筑,并帮助人们转移到更安全的地方,而不是重建。

最后,我们的研究强调了减少全球温室气体排放的必要性。这些暴风雨将不断发生,并变得更强大。我认为,稳定全球气候系统是最大程度地减少经济损害和对弱势社区风险的唯一长期方法。

本文从谈话在创意共享许可下。你可以找到原始文章在这里

汤姆·柯林汉姆是圣地亚哥分校的气候,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;加利福尼亚 - 内华达气候应用程序(CNAP),国家海洋和大气管理局区域综合科学和评估团队;西南气候适应科学中心(SWCASC),美国地质调查局国家气候适应科学中心;以及加州大学校长办公室的多校园研究计划和计划。

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