De verwachte effecten van klimaatverandering op hagelbuien verschillen sterk per regio, zegt een nieuwe internationale review waarbij UNSW betrokken is.

De hevigheid van hagel kan in de meeste regio's van de wereld toenemen, terwijl Australië en Europa naar verwachting meer hagelbuien zullen ervaren als gevolg van klimaatverandering, heeft een internationale review onder leiding van een UNSW Sydney-onderzoeker gevonden.

Het overzichtsonderzoek, gepubliceerd in Natuurrecensies Aarde &Milieu, onderzocht welke effecten klimaatverandering in de toekomst op hagel zal hebben.

Het toont een globaal overzicht van hageltrends uit eerdere waarnemingen en geprojecteerde toekomstige trends uit simulaties en modellen.

Het onderzoek leidde tot de algemene verwachting dat de frequentie van hagelbuien in Oost-Azië en Noord-Amerika zal afnemen, terwijl het toeneemt in Australië en Europa, en die hagelbui zal in de meeste regio's toenemen.

Onderzoekers van de Universiteit van Bern, Centrale Universiteit van Michigan, Karlsruhe Instituut voor Technologie, Universiteit van Illinois, Colorado State University en Peking University namen deel aan het onderzoek.

"We kwamen tot de conclusie dat per saldo, de hageldreiging zal waarschijnlijk toenemen in Australië, vooral in het zuidoosten van Australië, inclusief het gebied rond Sydney, " hoofdauteur en postdoctoraal onderzoeker bij UNSW Sydney's Climate Change Research Centre, zei Tim Raupach.

Maar de onderzoekers zeggen dat de huidige en toekomstige effecten van klimaatverandering op hagelbuien zeer onzeker blijven, deels vanwege een gebrek aan langetermijnobservaties en beperkte modelleringsstudies.

"Er is een zeer grote onzekerheid als het gaat om deze voorspellingen en Australië is bijzonder onzeker omdat er maar heel weinig studies zijn die echt naar Australië hebben gekeken.

"We moeten verder onderzoek doen om erachter te komen wat we precies verwachten, niet alleen in Australië, maar over de hele wereld."

Veranderende atmosferische omstandigheden

De studie onderzocht de algemene verwachting dat atmosferische ingrediënten die hagel aantasten - een onstabiele atmosfeer, de hoeveelheid smelten van vallende hagelstenen, en windschering of verschillen in wind door hoogte - zouden veranderen met een opwarmend klimaat en leiden tot minder frequente maar intensere hagelbuien.

"We weten met klimaatverandering dat we meer vocht in de atmosfeer zullen hebben en dat leidt tot meer instabiliteit in de atmosfeer, dus we verwachten dat er meer onweersbuien zullen optreden vanwege deze onstabiele atmosfeer, ' zei Dr. Raupach.

Omdat de atmosfeer warmer zal zijn, het smeltniveau - dat is de hoogte in de atmosfeer waaronder ijs begint te smelten - zal hoger worden, hij zei.

"Dus als het smeltniveau hoger wordt, hagel die zich hoog in de atmosfeer vormt en naar de grond valt, heeft meer tijd om te smelten en kan zelfs volledig smelten voordat het op de grond komt, en je eindigt zonder hagel aan de oppervlakte."

Algehele windschering - een proces dat stormen "organiseert" en ernstiger maakt - zal naar verwachting afnemen, hij zei, maar hagelbuien zullen meer worden beïnvloed door de andere twee factoren.

"De veranderingen die je van deze drie eigenschappen van de atmosfeer kunt verwachten, doen ons verwachten dat hagel minder frequent zal zijn, omdat er in de toekomst meer smelt, ' zei Dr. Raupach.

"Maar de hagel zal heviger zijn als het zich voordoet, omdat er meer instabiliteit in de atmosfeer zal zijn, wat kan leiden tot de vorming van veel grotere hagelstenen.

"Dus als de hagel dit extra smelten overleeft, het zal groter en ernstiger zijn als het daadwerkelijk de oppervlakte raakt."

Uit de recensie bleek, echter, dat deze algemene verwachting niet overal van toepassing was, met gerapporteerde hagelveranderingen die in verschillende delen van de wereld verschillen.

"Regionale variabiliteit in de atmosferische veranderingen leidt tot verschillende hagelreacties, dat is de reden waarom studies een toenemende hagelfrequentie in Europa laten zien, maar een afnemende hagelfrequentie in Oost-Azië, bijvoorbeeld, " zei dr. Raupach.

Hagel is moeilijk te meten

De studie keek naar trends in hagelbuien uit eerdere waarnemingen, zoals van meteorologische stations, hagelkussens (vellen die hagelinslagen registreren), en crowdsourced of mediaberichten.

Dr. Raupach zei dat er grote onzekerheid was in deze trends, omdat hagelbuien erg moeilijk te meten zijn vanwege hun kleinschaligheid en zeldzaamheid.

"Als je een instrument uitsteekt om hagel op te vangen [of] te meten, zelfs op een plek waar je veel hagel zou verwachten, je krijgt misschien maar een of twee hits op dat instrument in een jaar, " hij zei.

"Als je probeert te kijken naar klimaatverandering en langetermijntrends waar je tientallen jaren aan informatie wilt, het is erg moeilijk om dat soort informatie over hagel te verzamelen."

De review vatte ook de resultaten samen van simulaties en modelstudies die voorspellen wat de effecten van klimaatverandering op hagel in de toekomst zullen zijn.

"Je kunt zien of het model in de toekomst daadwerkelijk meer hagelbuien of minder hagelbuien produceert als je de eigenschappen van het model verandert, zoals het verhogen van de temperatuur of het verhogen van het smeltniveau, ' zei Dr. Raupach.

Omdat hagelbuien een kleinschalig fenomeen zijn, ze zijn moeilijk te modelleren met reguliere weermodellen.

"Je moet een model met een zeer hoge resolutie hebben om de omvang van de hagelstorm daadwerkelijk op te lossen, "Zei Dr. Raupach. "Er zijn een paar van deze onderzoeken geweest, maar ze zijn relatief zeldzaam en we hebben er meer nodig om te begrijpen hoe hagel in de toekomst zal veranderen door klimaatverandering."

Aanbevelingen 'om onzekerheid te verminderen'

Om de onzekerheid over hagelbuien en klimaatverandering te verminderen, de onderzoekers adviseerden om langetermijnobservaties op te nemen met instrumenten zoals hagelkussens in onbedekte hagelhotspots.

Ze adviseerden ook om zogenaamde proxy-relaties te verbeteren, die wetenschappers gebruiken om te proberen grootschalige hagelstorm-"ingrediënten" in de atmosfeer statistisch te relateren aan de vorming van hagel die het oppervlak raakt.

"Het probleem dat we hebben met [deze] proxy-relatie [s] is dat zelfs wanneer wordt gedacht dat de atmosfeer vatbaar is voor hagelvorming, het is nog steeds relatief zeldzaam dat er zich daadwerkelijk hagel vormt, ' zei Dr. Raupach.

Procesgerichte studies die kijken naar de details van hoe hagel zich in wolken vormt en vervolgens uitgroeit tot grote hagel, werden ook aanbevolen om de huidige kennislacunes te dichten.

"Bijvoorbeeld, een actueel onderwerp van onderzoek is of een toename van aërosolen leidt tot een toename van hagelvorming of een afname van hagelvorming, ' zei Dr. Raupach.

De veranderende economische gevolgen van hagel moeten ook worden bestudeerd, sinds veranderingen in bouwmaterialen, bevolkingsgroei, en gewascycli veranderen ook de blootstelling aan hagel.

"We verwachten dat de schade die hagel kan veroorzaken ook in de toekomst zal veranderen, ' zei Dr. Raupach.

Meer computermodellen met hoge resolutie, draaien op hoogwaardige faciliteiten zoals de National Computational Infrastructure in Canberra, in verder onderzoek moeten worden gebruikt.

"Als deze systemen online komen, we zijn in staat om studies met hoge resolutie te doen die voorheen te rekenkundig duur waren om daadwerkelijk uit te voeren, " zei hij. "Deze modellen zullen buitengewoon nuttig zijn om te begrijpen hoe hagel zal veranderen in een opwarmend klimaat."

De volgende stappen in het onderzoek van Dr. Raupach zijn gericht op het gebruik van dergelijke weermodellen met hoge resolutie om de effecten van klimaatverandering op convectieve stormen te onderzoeken en om hagelbui-proxyrelaties beter te begrijpen.