In de afgelopen drie jaar, Ik heb gewerkt aan het komende rapport van het Intergouvernementeel Panel van de Verenigde Naties over klimaatverandering. Ik ben een klimaatwetenschapper die heeft bijgedragen aan het hoofdstuk over wereldwijde veranderingen in de watercyclus. Het is zorgwekkend om te denken dat sommige theoretische effecten die in dit rapport worden beschreven, in Australië misschien opnieuw tot leven komen.

De recente overstromingen in New South Wales komen overeen met wat we zouden kunnen verwachten als de klimaatverandering voortduurt.

De natuurlijke regenvalpatronen van Australië zijn zeer variabel. Dit betekent dat de invloed van klimaatverandering op een enkele weersgebeurtenis moeilijk te bepalen is; het signaal is begraven op de achtergrond van veel klimatologische "ruis".

Maar terwijl onze planeet opwarmt, het waterhoudend vermogen van de lagere atmosfeer neemt met ongeveer 7% toe voor elke 1℃ opwarming. Hierdoor kan er meer regen vallen, wat op zijn beurt het overstromingsrisico vergroot.

De oceanen warmen ook op, vooral aan de oppervlakte. Dit verhoogt zowel de verdampingssnelheid als het transport van vocht naar weersystemen. Dit maakt natte seizoenen en natte evenementen natter dan normaal.

Dus hoewel Australië altijd overstromingen heeft meegemaakt, rampen zoals die zich voordoen in NSW zullen waarschijnlijk frequenter en intenser worden naarmate de klimaatverandering voortduurt.

De basis begrijpen

Om te begrijpen hoe een opwarmende wereld de waterkringloop beïnvloedt, het is nuttig om terug te keren naar de theorie.

Van jaar tot jaar, Het klimaat in Australië is onderhevig aan natuurlijke variabiliteit die wordt gegenereerd door de omringende Stille Oceaan, Indische en zuidelijke oceanen. De dominante drijfveren voor een bepaald jaar bepalen de achtergrondklimaatomstandigheden die regen en temperatuur beïnvloeden.

Het is een combinatie van deze natuurlijke klimaatfactoren die van Australië het land van droogte en overstromingen maken.

Echter, De klimaatvariabiliteit in Australië wordt niet langer alleen door natuurlijke factoren beïnvloed. Het klimaat in Australië is sinds het begin van de nationale records in 1910 met 1,4 opgewarmd, met de meeste opwarming sinds 1970. Door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen hebben de Australische temperaturen in onze regio sinds 1950 beïnvloed.

Deze opwarmingstrend beïnvloedt de achtergrondomstandigheden waaronder beide extremen van de regencyclus zullen werken naarmate de planeet verder opwarmt. Een warmere atmosfeer kan meer vocht vasthouden (hoger waterdampgehalte), wat kan leiden tot extremere regenval.

Sinds de winter van 2020, Australië is beïnvloed door de La Niña-fase van de El Niño-Southern Oscillation (ENSO). historisch, aanhoudende La Niña-omstandigheden, soms met behulp van een warmer dan gemiddelde Indische Oceaan, hebben geleid tot ernstige overstromingen in het oosten van Australië.

Tijdens deze evenementen, oostenwinden intensiveren en oceanen rond Australië warm. Dit wordt geassocieerd met de Walker Circulation - een gigantische wip van atmosferische druk die de verdeling van warm oceaanwater over de Stille Oceaan beïnvloedt.

De laatste La Niña vond plaats in 2010-2012. Het leidde tot wijdverbreide overstromingen in Oost-Australië, met bijzonder verwoestende gevolgen in Queensland. Het evenement veroorzaakte de natste periode van twee jaar in het Australische regenvalrecord, het beëindigen van de millenniumdroogte van 1997-2009.

Oceanografen van UNSW bestudeerden de uitzonderlijke gebeurtenis. Ze toonden aan hoe een warmere oceaan de kans op extreme regen tijdens dat evenement verhoogde, voornamelijk door meer transport van vochtige lucht langs de kust.

Hun analyse benadrukte hoe de opwarming van de oceaan op de lange termijn regenproducerende systemen kan veranderen, het vergroten van de kans op extreme regenval tijdens La Niña-evenementen.

Het is belangrijk erop te wijzen dat veranderingen in grootschalige atmosferische circulatiepatronen nog steeds niet zo goed worden begrepen als fundamentele veranderingen in de thermodynamica. Echter, omdat regionale veranderingen in regenval door beide factoren worden beïnvloed, het zal onderzoekers tijd kosten om alles uit te plagen.

Dus hoe zit het met klimaatverandering?

De theoretische veranderingen in de mondiale watercyclus zijn goed begrepen. Echter, het bepalen van de bijdrage van natuurlijke en menselijke invloeden aan klimaatvariabiliteit en extremen - bekend als "attributie" - is nog steeds een opkomende wetenschap.

Er zijn meer studies nodig om onderscheid te maken tussen natuurlijke of "achtergrond" regenvalvariabiliteit van recente door de mens veroorzaakte veranderingen in de watercyclus. This is particularly the case in a country like Australia, which has very high yearly rainfall variability. This contrasts with some regions of the Northern Hemisphere with less variable rainfall, where a clear climate change signal has already emerged.

Direct, La Niña conditions are decaying in the Pacific Ocean. Zoals verwacht, the 2020–2021 La Niña has brought above-average rainfall to much of eastern Australia. This helped ease the severe drought conditions across eastern Australia since 2017, particularly in NSW.

What's interesting about the 2020–2021 La Niña is that it was weak compared with historical events. The relationship between La Niña and rainfall is generally weaker in coastal NSW than further inland. Echter, it's concerning that this weak La Niña caused flooding comparable to the iconic floods of the 1950s and 1970s.

The rainfall totals for the current floods are yet to be analyzed. Echter, early figures reveal the enormity of the downpours. Bijvoorbeeld, over the week to March 23, the town of Comboyne, southwest of Port Macquarie, recorded an extraordinary 935mm of rainfall. This included three successive days with more than 200mm.

The NSW coast is no stranger to extreme rainfall—there have been five events in the past decade with daily totals exceeding 400mm. Echter, the current event is unusual because of its duration and geographic extent.

It's also worth noting the current extreme rainfall in NSW was associated with a coastal trough, not an East Coast Low. Many of the region's torrential rainfall events in the past have resulted from East Coast Lows, although their rainfall is normally more localized than has been the case in this widespread event.

Remember that as the air warms, its water-holding capacity increases, particularly over the oceans. Current ocean temperatures around eastern and northern Australia are about 1℃ warmer than the long-term average, and closer to 1.5℃ warmer than average off the NSW coast. These warmer conditions are likely to be fuelling the systems driving the extreme rainfall and associated flooding in NSW.

A nation exposed

Weather and climate are not the only influences on extreme flood events. Others factors include the shape and size of water catchments, the presence of hard surfaces in urban areas (which cant't absorb water), and the density of human settlement in flood-prone areas.

The Hawkesbury–Nepean region in Western Sydney, currently experiencing major flooding, is a prime example. Five major tributaries, including the Warragamba and Nepean Rivers, flow into this extensively urbanized valley.

Improving our understanding of historical weather data may help improve future climate change risk assessment. Bijvoorbeeld, past floods in the Hawkesbury–Nepean have been a lot worse than the current disaster. In 1867, the Hawkesbury River at Windsor reached 19.7 meters above normal, and in 1961 peaked at 14.5 meters. This is worse than the 13.12 meters above normal recorded at Freemans Reach on March 23.

It's sobering to think the Hawkesbury River once peaked 6 meters higher than what we're seeing right now. Imagine the potential future flooding caused by an East Coast Low during strong La Niña conditions.

It will take time before scientists can provide a detailed analysis of the 2020–2021 La Niña event. But it's crystal clear that Australia is very exposed to damage caused by extreme rainfall. Our theoretical understanding of water cycle changes tells us these events will only become more intense as our planet continues to warm.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.