Toen het op 15 september begon te regenen in het noorden van Georgië, 2009, de Atlantanen wisten niet dat ze zouden getuigen van epische overstromingen door de hele stad. Buurten, zoals Peachtree Hills, waren ondergedompeld; De drukste snelweg van Georgië stond onder water, net als wegen en bruggen; onbehandeld rioolwater vermengd met stijgend overstromingswater; auto's en mensen werden weggevaagd. Toen-Georgië-gouverneur, Sonny Perdue, de noodtoestand uitgeroepen.

Vocht uit de Golf van Mexico voedde de overstroming van 2009. Een decennium later Onderzoekers van de Arizona State University vragen of een combinatie van stedelijke ontwikkeling - en klimaatverandering gevoed door broeikasgassen - vergelijkbare scenario's in Amerikaanse steden zou kunnen opleveren. Op basis van een zojuist gepubliceerde studie, het antwoord is ja.

"Als we rekening houden met deze twee dwingende agenten van milieuverandering, het effect van de gebouwde omgeving en het effect van broeikasgassen, we merken een sterke tendens op tot meer extreme neerslag in toekomstige Amerikaanse grootstedelijke regio's, " zei Matei Georgescu, universitair hoofddocent in ASU's School of Geographical Sciences and Urban Planning en hoofdauteur van de studie.

Eerdere studies hebben aangetoond dat stedelijke ontwikkeling neerslag verandert, dankzij wat bekend staat als het stedelijk hitte-eilandeffect, het verschil tussen de temperatuur in een stad en het omliggende platteland. Naarmate een stad groeit, het wordt warmer. De toegevoegde warmte voegt energie toe aan de lucht, waardoor het sneller moet stijgen, condenseren, vormen neerslag en regen uit over de stad of benedenwinds van de stad. Dus, de hoeveelheid neerslag die een stad ontvangt, neemt toe of af als reactie op het stedelijk hitte-eilandeffect.

Echter, wanneer zowel broeikasgassen als stedelijke ontwikkeling in aanmerking worden genomen, regionale klimaatmodellering gericht op de continentale Verenigde Staten laat compenserende effecten zien tussen het effect van stedelijke ontwikkeling en de uitstoot van broeikasgassen op extreme neerslag.

De studie werd online gepubliceerd in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek .

Onderzoekers hebben niet eerder naar deze twee variabelen gekeken. Studies over toekomstige neerslag boven stedelijke omgevingen onderzoeken doorgaans de effecten voor een beperkt aantal gebeurtenissen, en ze houden geen rekening met de twee dwingende factoren van door stedelijke en door broeikasgassen veroorzaakte klimaatverandering.

"Deze nieuwe studie is uniek, " zei Georgescu. "We gebruikten simulaties op klimaatschaal met een regionaal klimaatmodel om mogelijke veranderingen in toekomstige extreme neerslag als gevolg van zowel stedelijke uitbreiding als toename van broeikasgassen te onderzoeken, in tientallen steden in de continentale Verenigde Staten."

In essentie, de nieuwe studie toonde aan dat het opnemen van broeikasgassen in een regionaal klimaatmodel het soms afnemende effect van stedelijke ontwikkeling op extreme neerslag compenseerde, zei Georgescu.

"Dit zijn de effecten die onze steden waarschijnlijk zullen ervaren als we rekening houden met de twee dwingende factoren van stadsuitbreiding en de uitstoot van broeikasgassen, tegelijkertijd, ", legt Georgescu uit. "Wat dit in de toekomst voor Amerikaanse steden betekent, is de behoefte aan een consistente reactie op een toename van extreme neerslag. We zullen waarschijnlijk niet langer een afname van de neerslag zien zoals we eerder hebben gezien."

Net als Atlanta, steden in de VS, inclusief Denver, Feniks en Houston, lijken kwetsbaar voor extreme neerslag en de daaruit voortvloeiende overstromingen. Georgescu zei dat de bevindingen van het onderzoek aantonen dat steden dringend een beleid moeten ontwikkelen om overstromingen aan te pakken die de unieke veerkracht en geplande infrastructuurinvesteringen van elke stad bedreigen.

"Als we vertrouwen op het vermogen van de modellen om gemiddelde en extreme neerslag zo goed te simuleren, en onze resultaten demonstreren een dergelijke simulatievaardigheid, dan kunnen we simulaties uitvoeren die toekomstige verstedelijking omvatten, toekomstige broeikasgassen, apart en dan samen, en vertrouw op wat het model ons zal vertellen, " legde Georgescu uit.

Maar het gaat niet alleen om het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, hij merkte. "It's also about how you build cities. How extensive they are, how vertical they are, how dense they are, how much vegetation there is, how much waste heat you put into the environment through electricity use, through air conditioning, or through transportation. All of these things can impact future precipitation in our cities."

In feite, the study has important implications for climate change adaptation and planning. The study highlights the complex and regionally specific ways in which the competing forces of greenhouse gases and urban development can impact rainfall across U.S. metropolitan regions, explained Ashley Broadbent, assistant research professor in ASU's School of Geographical Sciences and Urban Planning.

"This complexity reinforces that future adaptation efforts must be informed by simulations that account for these interacting agents of environmental change, " hij zei.