Een nieuwe door NASA geleide studie toont aan dat de klimaatverandering tegen het einde van deze eeuw waarschijnlijk extreme weersomstandigheden, bekend als atmosferische rivieren, over het grootste deel van de wereld zal intensiveren, terwijl ze hun aantal enigszins verminderen.

De nieuwe studieprojecteert dat atmosferische rivieren aanzienlijk langer en breder zullen zijn dan de rivieren die we vandaag waarnemen, wat leidt tot frequentere atmosferische riviercondities in getroffen gebieden.

"De resultaten voorspellen dat in een scenario waarin de uitstoot van broeikasgassen in het huidige tempo voortduurt, tegen het einde van de 21e eeuw zullen er wereldwijd ongeveer 10 procent minder atmosferische rivieren zijn, " zei de hoofdauteur van de studie, Duane Waliser, van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "Echter, omdat de bevindingen voorspellen dat de atmosferische rivieren zullen zijn, gemiddeld, ongeveer 25 procent breder en langer, de wereldwijde frequentie van atmosferische rivieromstandigheden - zoals zware regenval en harde wind - zal zelfs met ongeveer 50 procent toenemen."

De resultaten laten ook zien dat de frequentie van de meest intense atmosferische rivierstormen naar verwachting bijna zal verdubbelen.

Atmosferische rivieren zijn lang, smalle luchtstralen die enorme hoeveelheden waterdamp van de tropen naar de continenten en poolgebieden van de aarde vervoeren. Deze "rivieren in de lucht" variëren doorgaans van 250 tot 375 mijl (400 tot 600 kilometer) breed en vervoeren evenveel water - in de vorm van waterdamp - als ongeveer 25 Mississippi-rivieren. Wanneer een atmosferische rivier aan land komt, vooral tegen bergachtig terrein (zoals de Sierra Nevada en de Andes), het geeft veel van die waterdamp af in de vorm van regen of sneeuw.

Deze stormsystemen komen vaak voor - gemiddeld er zijn er op elk moment ongeveer 11 op aarde. In veel delen van de wereld, ze brengen de broodnodige neerslag en leveren een belangrijke bijdrage aan de jaarlijkse zoetwatervoorziening. Echter, sterkere atmosferische rivieren - vooral rivieren die bij aanlanding vastlopen of die regen produceren bovenop een sneeuwlaag - kunnen rampzalige overstromingen veroorzaken.

Atmosferische rivieren verschijnen op satellietbeelden, inclusief in gegevens van een reeks werkelijke atmosferische rivierstormen die de Amerikaanse westkust doordrenkt hebben en begin 2017 ernstige overstromingen veroorzaakten.

De studie

Studies over klimaatverandering op atmosferische rivieren zijn tot nu toe meestal beperkt tot twee specifieke regio's, het westen van de Verenigde Staten en Europa. Ze hebben meestal verschillende methoden gebruikt voor het identificeren van atmosferische rivieren en verschillende klimaatprojectiemodellen, wat betekent dat de resultaten van de ene niet kwantitatief vergelijkbaar zijn met de andere.

Het team probeerde een meer gestroomlijnde en globale benadering te bieden voor het evalueren van de effecten van klimaatverandering op atmosferische rivierstormen.

De studie was gebaseerd op twee bronnen:een reeks veelgebruikte wereldwijde klimaatmodelprojecties voor de 21e eeuw, ontwikkeld voor het laatste evaluatierapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering, en een globaal algoritme voor detectie van atmosferische rivieren dat kan worden toegepast op de output van klimaatmodellen. Het algoritme, eerder ontwikkeld door leden van het onderzoeksteam, identificeert atmosferische riviergebeurtenissen van elke dag van de modelsimulaties, het kwantificeren van hun lengte, breedte en hoeveel waterdamp ze transporteren.

Het team paste het atmosferische rivierdetectiealgoritme toe op zowel feitelijke waarnemingen als modelsimulaties voor het einde van de 20e eeuw. Het vergelijken van de gegevens toonde aan dat de modellen een relatief realistische weergave gaven van atmosferische rivieren voor het klimaat van het einde van de 20e eeuw.

Vervolgens pasten ze het algoritme toe om projecties van het klimaat in de late 21e eeuw te modelleren. Door dit te doen, ze konden de frequentie en kenmerken van atmosferische rivieren voor het huidige klimaat vergelijken met de projecties voor het toekomstige klimaat.

Het team testte het algoritme ook met een ander klimaatmodelscenario dat uitging van een conservatievere toename van de uitstoot van broeikasgassen. Ze vonden vergelijkbare, hoewel minder ingrijpende veranderingen. Samen, de beschouwing van de twee klimaatscenario's wijst op een direct verband tussen de mate van opwarming en de frequentie en ernst van atmosferische riviercondities.

Wat betekent dit?

Het belang van het onderzoek is tweeledig.

Eerst, "Als we weten hoe deze atmosferische riviergebeurtenissen kunnen veranderen met toekomstige klimaatomstandigheden, kunnen wetenschappers, waterbeheerders, belanghebbenden en burgers die in atmosferische riviergevoelige gebieden wonen [bijv. westelijk N. Amerika, westelijk Zuid-Amerika, Zuid-Afrika, Nieuw-Zeeland, West-Europa] om de mogelijke implicaties te overwegen van een verandering in deze extreme neerslaggebeurtenissen, " zei Vicky Espinoza, postdoctoraal onderzoeker aan de University of California-Merced en eerste auteur van de studie.

En ten tweede, de studie en de aanpak ervan bieden een broodnodige, een uniforme manier om atmosferische rivieren op mondiaal niveau te onderzoeken, wat een basis illustreert om ze te analyseren en te vergelijken die voorheen niet bestond.

Beperkingen

Gegevens over de modellen zijn over het algemeen consistent - ze ondersteunen allemaal de voorspelling dat atmosferische rivieromstandigheden verband houden met opwarming en in de toekomst zullen toenemen; echter, co-auteur Marty Ralph van de Universiteit van Californië, San Diego, wijst erop dat er nog werk aan de winkel is.

"Terwijl alle modellen een toename van de frequentie van atmosferische riviercondities voorspellen, de resultaten illustreren ook onzekerheden in de details van de klimaatprojecties van dit sleutelfenomeen, " zei hij. "Dit benadrukt de noodzaak om beter te begrijpen waarom de representaties van atmosferische rivieren in de modellen variëren."

De studie, getiteld "Global Analysis of Climate Change Projection Effects on Atmospheric Rivers, " is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .