En ny undersøgelse antyder, at naturkræfter ligger bag Californiens tørke, men at den globale opvarmning har bidraget med 8-27% til tørkeens sværhedsgrad.
Virkelig tør: en Colorado River-akvedukt i det sydlige Californien. Fotokredit: Lucy Nicholson / Reuters
Af Park Williams, Columbia University
Med hvert år, der er forårsaget af mennesker, forårsager global opvarmning mobning Californien for mere vand. Hvert år presser varmen mere fugtighed fra jord og økosystemer.
Dette skyldes, at når atmosfæren varmes op, stiger dens efterspørgsel efter fugt. Ligesom en vandpyt fordamper hurtigere på en varm dag, tørrer jord hurtigere ud i varmere år, som bliver mere og mere hyppigt på de fleste steder globalt.
I øjeblikket er Californien i en alvorlig tørke, der motiverede mine kolleger og mig til at gennemføre en undersøgelse for at afgøre, hvor meget af denne tørke kan bebrejdes for den naturlige klimafariabilitet. Og hvor meget kan man bebrejde den globale opvarmningskystnedgang? Vores svar er 8% -27%.
Denne konstatering, der er gjort ved hjælp af en model, der er bygget på historiske data, kaster lys over Californiens fremtid og den effekt, højere temperaturer har på de naturkræfter, der driver Californiens tørke.
Californien af spande
Global opvarmning er en voksende baggrundseffekt på de årlige variationer i tørke forårsaget af naturlige klimavariationer, såsom El Niño og La Niña. Dette gælder især i Californien, hvor nedbør fra år til år varierer meget.
I de fleste år, når naturlige klimavariationer forårsager våde eller næsten gennemsnitlige forhold, imødekommes stadig kravene til den stadig grådige atmosfære relativt let. I løbet af de sidste par år har naturlige klimafariationer dog medført, at nedbørsmængderne er lave og temperaturerne høje. Mennesker-forårsaget opvarmning kræver i mellemtiden yderligere atmosfærisk fugtighed, på et tidspunkt, hvor der allerede er mangel på vandressourcer til naturlige og menneskelige systemer.
Disse kort rangerer den treårige tørkegrad i 2012-2014 sammenlignet med alle andre sammenhængende treårsperioder siden 1901. Kortet til venstre er beregnet ud fra de observerede klimaregistreringer. Kortet til højre beregnes efter fjernelse af den globale opvarmningstendens fra temperaturregistreringerne. Billedkredit: Park Williams
I modsætning til den naturlige klimavariation, der kun undertiden producerer ekstreme forhold, stiger mængden af ekstra fugt, som atmosfæren kræver på grund af den globale opvarmning hvert år, når koncentrationen af atmosfærisk kuldioxid stiger stadig højere. Presset, som den globale opvarmning lægger Californiens vandbalance på, bliver derfor stadig mere synlig.
Mine kolleger og jeg kvantificerede virkningen af global opvarmning på den nylige tørke i Californien ved hjælp af en beregningsmæssig regnskabsmæssig metode til jordfugtighed. I denne tilgang behandler vi Californien, som om det er et gitter på 24.000 spande, der er lagt side om side, hver omkring syv kvadrat miles i areal, og vi simulerer månedlige ændringer i mængden af vand, der opbevares i hver spand fra 1901 til 2014.
Udfældning får spandene til at fylde op og potentielt overløbe, og fordampning får skovlerne til at tømme ud. Vi beregnet fordampningen ud fra månedlige poster over temperatur, fugtighed, vindhastighed og netto stråling. Årlige ændringer i vandindholdet i spande i sommermånederne indikerer årlige ændringer i Californiens vandbalance og kan derfor evalueres for at bestemme alvorligheden af den nuværende californiske tørke.
Tørt vejr kontra højere temp
Da disse tørkeberegninger alle udføres matematisk ved hjælp af historiske klimadata, kan vi gentage vores beregninger igen og igen mens vi holder visse variabler konstante. Denne metode giver os mulighed for at isolere de relative bidrag fra specifikke klimaprocesser, såsom en mangel på nedbør eller forekomsten af ekstrem varme til den nuværende californiske tørke.
Ved at udføre disse beregninger finder vi, at omkring 70% af Californiens tørkegrad i løbet af 2012-2014 kan tilskrives en mangel på nedbør, og de øvrige 30% kan tilskrives en øget atmosfærisk fordampningsefterspørgsel, som hovedsageligt var drevet af meget varme temperaturer.
Ændring i Californiens årlige temperatur og atmosfæriske fordampningsefterspørgsel i 1896-2014. De grå linjer er de observerede årlige poster, og de glatte mørkerøde linjer er tendenser forårsaget af global opvarmning (gennemsnit på tværs af de forskellige globale opvarmningstendenser, vi har overvejet). Værdier i disse grafer viser afvigelser fra gennemsnitlige forhold 1931-1990. Billedkredit: Park Williams
Derefter beregnet vi, hvor meget af denne temperatureffekt på tørke skyldtes den menneskelige årsag til global opvarmning, og hvor meget der skyldtes den naturlige temperaturvariabilitet. Vi bestemte dette ved at gentage vores beregninger ved hjælp af temperaturregistre, der udelukker temperaturvariationer fra år til år og kun indeholder den langsigtede opvarmningstendens.
Vi fandt, at halvdelen til to tredjedele af temperaturpåvirkningen på tørkeforholdene i 2012-2014 kan bebrejdes den opvarmende tendens, afhængigt af de overvejede klimadatasæt. Med andre ord, i mangel af global opvarmning, ville den nylige tørke have været ca. 15% -20% mindre alvorlig.
Kører numrene
Det er vigtigt at erkende, at vi ikke kan være positive, hvilken del af den langsigtede opvarmningstrend i Californien er relateret til menneskelig forårsaget global opvarmning versus naturlig klimafariabilitet, så der er en temmelig bred vifte af usikkerhed omkring 15% -20% skøn.
Højere temperaturer bidrager til en aktiv skovbrandsæson i Vesten. Fotokredit: Mike McMillan - USFS
Er virkningen af den globale opvarmning på den californiske tørke for eksempel steget støt hvert år? Eller er effekten steget i de seneste årtier på grund af accelererende koncentrationer af drivhusgasser? Eller påvirkede regler for fjernelse af luftforurenende stoffer i sidste halvdel af det 20. århundrede opvarmningsgraden på grund af stigende drivhusgasser?
For at imødegå denne usikkerhed overvejede vi fire alternative langsigtede opvarmningstendenser, der stammer fra faktiske temperaturmålinger og fra temperaturregistre, der er simuleret af klimamodeller. Samlet set er disse opvarmningsscenarier meget sandsynligvis omfattende det fulde udvalg af muligheder. I betragtning af række opvarmningstendenser og alle kombinationer af klimadatasæt, der blev anvendt i denne undersøgelse, konkluderede vi, at den globale opvarmning bidrog mellem 8% og 27% til sværhedsgraden i Californien 2012-2014 tørke.
Den naturlige variation varierer stadig
Dette resultat betyder, at den globale opvarmning allerede har en vigtig indflydelse på Californiens tørke, men også at den naturlige klimafariabilitet stadig er dominerende.
I løbet af 2012-2014 var naturligt lave nedbørsmængder og høje temperaturer hovedsageligt forårsaget af et vedvarende højtrykssystem ud for den amerikanske vestkyst, der forhindrede storme i at falde i Californien. Kombineret med den øgede fordampningsefterspørgsel på grund af den globale opvarmning producerede denne naturligt forekommende tørkehændelse rekord, eller nær rekord, tørke i store dele af Californien.
Mens der tidligere har været andre treårsperioder, hvor den samlede tørkegrad har været den, der blev observeret i 2012-2014, har tørkeforholdene i 2012-2014 fået meget mere opmærksomhed end tidligere tørke, delvis på grund af hvor de mest intense forhold var fokuseret. Rekordstore tørkeforhold forekom i Californiens Central Valley, som er vigtig for landbruget, de sydlige Sierra Nevada-bjerge, som er vigtig for menneskelige vandressourcer, og de sydlige og centrale kystområder, hvor en stor del af befolkningen bor.
I betragtning af at den naturlige klimafariabilitet stadig dikterer, når de tørre og våde perioder forekommer i Californien, er det meget sandsynligt, at våde forhold vender tilbage til staten i de næste par år.
Også på grund af den naturlige klimafariabilitet er tørkeforholdene sikre på at vende tilbage igen og igen, og hver gang den atmosfæriske bølle og dens høje temperaturer kræver en ekstra fugtudbetaling, hvilket øger sandsynligheden for alvorlige tørke med stigende varighed. Hvis Californien befinder sig i kamp med denne tørke, er der behov for alvorlig planlægning for at være modstandsdygtig over for en fremtid, hvor det i stigende grad er sandsynligt, at den nuværende tørke vil se ud som børns leg.
Park Williams er assisterende forsker i bioklimatologi på Columbia University
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.