Fragen Sie die Leute nach dem größten Fluss der Welt, und die meisten werden wahrscheinlich vermuten, dass es sich um den Amazonas, den Nil oder den Mississippi handelt. Tatsächlich befinden sich einige der größten Flüsse der Erde am Himmel – und sie können starke Stürme erzeugen, wie sie jetzt Nordkalifornien durchnässen .
Atmosphärische Flüsse sind lange, schmale Feuchtigkeitsbänder in der Atmosphäre, die sich von den Tropen bis in höhere Breiten erstrecken. Diese Flüsse am Himmel können das 15-fache des Volumens des Mississippi transportieren .
Wenn diese Feuchtigkeit die Küste erreicht und landeinwärts wandert, steigt sie über die Berge und erzeugt Regen und Schnee. Viele feuermüde Westler begrüßen diese Überschwemmungen, aber atmosphärische Flüsse können andere Katastrophen auslösen, wie extreme Überschwemmungen und Murgänge .
In den letzten 20 Jahren, als sich die Beobachtungsnetze verbessert haben, haben Wissenschaftler mehr über diese wichtigen Wetterphänomene erfahren. Atmosphärische Flüsse treten weltweit auf und betreffen die Westküsten der wichtigsten Landmassen der Welt, darunter Portugal, Westeuropa, Chile und Südafrika. Sogenannte „Pineapple Express“-Stürme, die Feuchtigkeit von Hawaii an die US-Westküste tragen, sind nur eine ihrer vielen Geschmacksrichtungen.
Meine Forschung kombiniert Wirtschaftswissenschaften und Atmosphärenwissenschaften , um Schäden durch Unwetterereignisse zu messen. Vor kurzem leitete ich ein Forscherteam der Scripps Institution of Oceanography und des Army Corps of Engineers bei der ersten systematischen Analyse von Schäden durch atmosphärische Flüsse durch extreme Überschwemmungen . Wir fanden heraus, dass viele dieser Ereignisse zwar harmlos sind, aber die größten von ihnen die meisten Überschwemmungsschäden im Westen der USA verursachen. Es wird vorhergesagt, dass atmosphärische Flüsse in einem sich erwärmenden Klima länger, feuchter und breiter werden .
Flüsse im Himmel
Am 27. Februar 2019 schleuderte ein atmosphärischer Fluss eine Wasserdampfwolke von 563 Kilometern Breite und 2.574 Kilometern Länge durch den Himmel vom tropischen Nordpazifik bis zur Küste Nordkaliforniens.
Nördlich der San Francisco Bay, im berühmten Weinanbaugebiet von Sonoma County, ließ der Sturm über 21 Zoll Regen fallen . Der Russian River erreichte eine Höhe von 45,4 Fuß (13,8 Meter) - 13,4 Fuß (4,1 Meter) über dem Hochwasserstadium.
Zum fünften Mal in vier Jahrzehnten wurde die Stadt Guerneville von den trüben braunen Fluten des unteren Russian River überflutet. Allein in Sonoma County wurden die Schäden auf mehr als 100 Millionen US-Dollar geschätzt .
Ereignisse wie diese haben in den letzten Jahren Aufmerksamkeit erregt, aber atmosphärische Flüsse sind nicht neu. Sie schlängeln sich seit Millionen von Jahren durch den Himmel und transportieren Wasserdampf vom Äquator zu den Polen.
In den 1960er Jahren prägten Meteorologen den Begriff "Pineapple Express", um Sturmspuren zu beschreiben, die in der Nähe von Hawaii entstanden und warmen Wasserdampf an die Küste Nordamerikas trugen. Ende der 1990er Jahre hatten Atmosphärenforscher herausgefunden, dass mehr als 90 Prozent der weltweiten Feuchtigkeit aus den Tropen und Subtropen durch ähnliche Systeme, die sie „ Atmosphärische Flüsse “ nannten, in höhere Breiten transportiert wurde .
Bei Trockenheit können atmosphärische Flüsse die Wasservorräte auffüllen und gefährliche Waldbrände löschen. Bei Nässe können sie schädliche Überschwemmungen und Murgänge verursachen und die lokale Wirtschaft verwüsten.
Hilfreich und schädlich
Dass Überschwemmungen durch atmosphärische Flüsse viel Geld kosten können, wissen Forscher schon länger, aber bis zu unserer Studie hatte niemand diese Schäden quantifiziert. Wir verwendeten einen Katalog atmosphärischer Flussereignisse, der vom Center for Western Weather and Water Extremes der Scripps Institution of Oceanography zusammengestellt wurde , und verglichen ihn mit 40 Jahren Hochwasserversicherungsaufzeichnungen und 20 Jahren Schadensschätzungen des National Weather Service.
Wir fanden heraus, dass atmosphärische Flüsse im Westen der USA jährlich durchschnittlich 1,1 Mrd. In einigen Gebieten, wie beispielsweise an der Küste Nordkaliforniens, verursachten diese Systeme mehr als 99 Prozent der Schäden.
Unsere Daten zeigten, dass in einem durchschnittlichen Jahr etwa 40 atmosphärische Flüsse entlang der Pazifikküste irgendwo zwischen Baja California und British Columbia auf Land trafen. Die meisten dieser Ereignisse waren harmlos: Etwa die Hälfte verursachte keine versicherten Schäden, und diese Stürme füllten die Wasserversorgung der Region wieder auf.
Aber es gab eine Reihe von Ausnahmen. Wir haben eine kürzlich entwickelte atmosphärische Flussklassifizierungsskala verwendet , die die Stürme von 1 bis 5 einstuft , ähnlich wie Systeme zur Kategorisierung von Hurrikanen und Tornados. Es gab einen klaren Zusammenhang zwischen diesen Kategorien und den beobachteten Schäden.
Atmosphärische Stürme der Kategorie 1 (AR1) und AR2 verursachten geschätzte Schäden von weniger als 1 Million US-Dollar. Die Stürme AR4 und AR5 verursachten durchschnittliche Schäden in Höhe von 10 bzw. 100 Millionen Dollar. Die schädlichsten AR4 und AR5 verursachten Auswirkungen von mehr als 1 Milliarde US-Dollar pro Sturm. Diese milliardenschweren Stürme ereigneten sich alle drei bis vier Jahre.
Eine feuchtere Atmosphäre bedeutet schlimmere Stürme
Unser wichtigstes Ergebnis war eine exponentielle Beziehung zwischen der Intensität atmosphärischer Flüsse und den von ihnen verursachten Hochwasserschäden. Jede Erhöhung der Skala von 1 bis 5 war mit einer Verzehnfachung der Schäden verbunden.
Mehrere veröffentlichte Studien haben modelliert, wie sich atmosphärische Flüsse in den kommenden Jahrzehnten verändern werden. Der Mechanismus ist einfach: Treibhausgase speichern Wärme in der Atmosphäre und erwärmen den Planeten. Dadurch verdunstet mehr Wasser aus Ozeanen und Seen, und die erhöhte Feuchtigkeit in der Luft lässt Sturmsysteme stärker werden.
Wie Hurrikane werden atmosphärische Flüsse in einem sich erwärmenden Klima voraussichtlich länger, breiter und feuchter . Unser Befund, dass die Schäden exponentiell mit der Intensität zunehmen, legt nahe, dass selbst ein bescheidener Anstieg der atmosphärischen Flussintensität zu erheblich größeren wirtschaftlichen Auswirkungen führen könnte.
Bessere Prognosen sind entscheidend
Ich glaube, dass die Verbesserung der atmosphärischen Vorhersagesysteme eine Priorität für die Anpassung an ein sich änderndes Klima sein sollte. Ein besseres Verständnis der Intensität, Dauer und Anlandungsorte atmosphärischer Flüsse kann Anwohnern und Einsatzkräften wertvolle Informationen liefern.
Es ist auch wichtig, von Neubauten in Hochrisikogebieten abzuraten und Menschen zu helfen, nach größeren Katastrophen an sicherere Orte zu ziehen, anstatt sie wieder aufzubauen.
Schließlich unterstreicht unsere Studie die Notwendigkeit, die globalen Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Diese Stürme werden weiter kommen und stärker werden. Meiner Ansicht nach ist die Stabilisierung des globalen Klimasystems der einzige langfristige Weg, um wirtschaftliche Schäden und Risiken für gefährdete Gemeinschaften zu minimieren.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Den Originalartikel finden Sie hier .
Tom Corringham ist Postdoktorand in den Bereichen Klima, Atmosphärenwissenschaften und physikalische Ozeanographie an der University of California, San Diego. Er erhält Gelder vom US Bureau of Reclamation; das California-Nevada Climate Applications Program (CNAP), ein regionales integriertes Wissenschafts- und Bewertungsteam der National Oceanic and Atmospheric Administration; das Southwest Climate Adaptation Science Center (SWCASC), ein US Geological Survey National Climate Adaptation Science Center; und die Multi-Campus-Forschungsprogramme und -initiativen durch das Büro des Präsidenten der University of California.
