Opwarmende temperaturen zullen het klimaat in Alaska later deze eeuw mogelijk zo ingrijpend veranderen dat het aantal onweersbuien zal verdrievoudigen, het risico op wijdverbreide plotselinge overstromingen vergroten, aardverschuivingen, en door bliksem veroorzaakte bosbranden, nieuwe onderzoeksvondsten.

In een paar nieuwe papieren, een onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van de Paris Sciences and Letters University en het National Center for Atmospheric Research (NCAR) laat zien dat het zee-ijs rond Alaska in de warmere maanden grotendeels kan wijken voor open water, het creëren van een ruime bron van vocht voor de atmosfeer. Dit vocht, gecombineerd met warmere temperaturen die meer waterdamp kunnen bevatten, zou tegen het einde van de eeuw zomerstormen boven Alaska een turbolading geven in een scenario met hoge broeikasgasemissies.

"Alaska kan drie keer zoveel stormen verwachten, en die stormen zullen heviger zijn, " zei NCAR-wetenschapper Andreas Prein, een co-auteur van de nieuwe artikelen. "Het zal een heel ander regenregime zijn."

De onweersbuien zouden zich over Alaska uitstrekken, zelfs in verre noordelijke regio's waar dergelijke stormen vrijwel ongehoord zijn. In meer zuidelijke regio's van de staat die momenteel af en toe onweersbuien ervaren, de stormen zouden veel frequenter worden en de piekneerslag zou met meer dan een derde toenemen.

De wetenschappers gebruikten een reeks geavanceerde computermodellen en een gespecialiseerd algoritme om toekomstige weersomstandigheden te simuleren en de bronnen van vocht in de atmosfeer te volgen. Ze merkten op dat de effecten in Alaska aanzienlijk zouden kunnen worden verminderd als de samenleving de uitstoot zou beteugelen.

De bevindingen hebben verstrekkende gevolgen voor de 49e staat. Overstromingen zijn nu al de duurste soort natuurramp in centraal Alaska, en bosbranden ontstoken door blikseminslagen vormen een groot gevaar.

"We vermoeden dat het toenemende aantal onweersbuien aanzienlijke gevolgen kan hebben, zoals het versterken van overstromingen in het voorjaar of het veroorzaken van meer bosbranden, zei Basile Poujol, een wetenschapper aan de Paris Sciences and Letters University en hoofdauteur van beide studies. "Verdere studies zijn nodig om te bepalen of deze effecten waarschijnlijk zullen optreden en, als, hun potentiële effecten op ecosystemen en de samenleving."

De studies, gepubliceerd in Klimaatdynamiek , werden gefinancierd door de National Science Foundation, die de sponsor van NCAR is, en door de Europese Onderzoeksraad.

Een grote klimaatverandering

Naar verwachting zal Alaska tegen het einde van de eeuw met 6-9 graden Celsius (ongeveer 11-16 graden Fahrenheit) opwarmen als de samenleving grote hoeveelheden broeikasgassen uitpompt. De uitgestrekte staat ondervindt al schadelijke gevolgen van warmere temperaturen, inclusief langere natuurbrandseizoenen, hittegolven opnemen, en aardverschuivingen en sinkholes veroorzaakt door smeltende permafrost.

Als onweer vaker voorkomt in Alaska, het zou een belangrijke verschuiving in het klimaat van de staat betekenen.

Georganiseerde convectieve stormen, waaronder krachtige systemen van onweersbuien, komen veel voor in de tropen en de gematigde streken, waar de atmosfeer vochtig is en zonnewarmte voor instabiliteit en snel stijgende luchtpakketten zorgt. In tegenstelling tot, het koudere Noordpoolgebied biedt een onherbergzame omgeving voor zware onweersbuien.

Voor het eerste blad die zich richtte op hoe onweersbuien in Alaska later deze eeuw kunnen veranderen, de auteurs vergeleken computersimulaties van het huidige klimaat in Alaska met de verwachte omstandigheden aan het einde van de eeuw. Ze voerden gegevens van wereldwijde klimaatmodellen in het NCAR-gebaseerde Weather Research and Forecasting (WRF) -model met hogere resolutie, waardoor ze gedetailleerde simulaties van het weer en klimaat in Alaska konden genereren. Vervolgens pasten ze een gespecialiseerd stormvolgalgoritme toe, gericht op grote onweersbuien in de simulaties die zich uitstrekten over tientallen tot honderden mijlen en meer dan een centimeter regen per uur loslieten - het soort gebeurtenis dat zou kunnen leiden tot verstrekkende plotselinge overstromingen en aardverschuivingen.

Om te bevestigen dat de modellen realistisch waren, de auteurs vergeleken de simulaties van recente atmosferische omstandigheden met waarnemingen van werkelijke omstandigheden van radar, satelliet, bliksem sensoren, en andere bronnen.

De resultaten toonden aan dat de onweersfrequentie ten zuiden van de Yukon-rivier toenam van ongeveer één keer per jaar tot elke maand tijdens het warme seizoen. De regenval per uur nam aanzienlijk toe, variërend tot 37% hoger in de kernen van stormen. In aanvulling, onweersbuien begonnen te verschijnen in regio's die ze nog niet eerder hadden meegemaakt, zoals de noordhelling en de westkust.

Het tweede artikel concentreerde zich op de redenen voor de toename van onweersbuien. Na het gebruik van WRF en andere modellen om een ​​gedetailleerde weergave van de atmosfeer boven Alaska te ontwikkelen, inclusief temperatuur, waterdamp, en seizoensgebonden zee-ijsbedekking, het onderzoeksteam paste een gespecialiseerd model toe om luchtpakketten terug te traceren naar hun bronnen.

"Ons doel was om de bronnen van vocht en de bijbehorende veranderingen te bepalen die zo'n significante toename van onweersbuien boven Alaska zouden veroorzaken, " zei NCAR-wetenschapper Maria Molina, een co-auteur van de tweede studie.

De resultaten toonden aan dat vochtige luchtmassa's uit ijsvrije gebieden van de Golf van Alaska, Bering zee, en de Noordelijke IJszee zal overvloedige brandstof leveren voor stormen. De warmere atmosfeer zal steeds krachtiger onweersbuien ervaren die zich eerder zullen organiseren en grootschalige clusters vormen, waardoor de kans op hevige regen en bliksem toeneemt.

Prein zei dat de effecten van toegenomen stormen in Alaska bijzonder ernstig kunnen zijn omdat het landschap een nieuwe vorm zal krijgen door smeltende permafrost en de noordelijke migratie van boreale bossen.

"Het potentieel voor plotselinge overstromingen en aardverschuivingen neemt zeker toe, en het noordpoolgebied wordt veel ontvlambaarder, " zei hij. "Het is moeilijk te bevatten wat de ecologische veranderingen in de toekomst zullen zijn."

Deze modelresultaten van de twee onderzoeken komen overeen met de waargenomen toename van onweersbuien in Arctische gebieden. De auteurs drongen aan op meer onderzoek naar andere regio's op hoge breedtegraden om te begrijpen of ze soortgelijke veranderingen zullen ervaren.

"Het heeft veel waarde om gerichte regionale klimaatmodelsimulaties te doen die kleinere gebeurtenissen zoals onweersbuien kunnen vastleggen en de deur voor ons kunnen openen om meer te begrijpen van de complexe manieren waarop klimaatverandering vele aspecten van het leven over de hele wereld zal beïnvloeden , " zei NCAR-wetenschapper Andrew Newman, een co-auteur van de eerste paper. "Deze twee onderzoeken tonen het potentieel aan voor het Noordpoolgebied om eerder onzichtbare weersomstandigheden te ervaren, naast traditioneel gemarkeerde veranderingen zoals verlies van zee-ijs."