Den første snestorm af 2015 set fra rummet. NOAA / NASA, CC BY
Ved første øjekast at spørge, om den globale opvarmning resulterer i mere sne, kan virke som et fjollet spørgsmål, fordi der naturligvis ikke er nogen sne, hvis det bliver varmt nok. Som følge heraf har benægtere af klimaændringer brugt de seneste snedumpe til sår tvivl på et opvarmende klima fra menneskelige påvirkninger. Alligevel kunne de ikke have mere forkert.
For at forstå forbindelsen er vi nødt til at se på, hvilke forhold der skaber for de tyngste snefald. Derefter kan vi se på, hvordan klimaforandringer påvirker disse forhold, især temperaturer i atmosfæren og verdenshavene, om vinteren. Undersøgelse af disse faktorer afslører, at der er en større chance for kraftige snestorme i Nordamerika, men længden af snesæsonen er allerede krympet på grund af den globale opvarmning.
Guldlåse temperaturer
Der siges at det kan være "for koldt til sne”! Naturligvis er dette en myte, men det har faktisk et grundlag, fordi atmosfæren bliver frysetørret, når det er meget koldt. Det skyldes, at mængden af fugtighed, atmosfæren kan rumme, afhænger meget af temperaturen. Under kolde forhold består sneen sandsynligvis af meget små krystaller og er undertiden meget let og fluffy og ligesom "diamantstøv".
I modsætning hertil forekommer de tungeste snefald med overfladetemperaturer fra ca. 28 ° F til 32 ° F - lige under frysepunktet. Når det først kommer meget over frysepunktet, drejer sneen naturligvis til regn. Så der er et "Goldilocks" sæt af forhold, der er lige rigtige til at resultere i en super snestorm. Og disse forhold bliver mere sandsynlige i midten af vinteren på grund af mennesker-inducerede klimaændringer.
Fysikken bag dette fænomen styres af en grundlov der fortæller os, at den maksimale mængde fugt i atmosfæren stiger eksponentielt med temperaturen - det vil sige, jo varmere atmosfæren, jo mere fugt kan luften indeholde, og desto større potentiale for nedbør.
For de fleste forhold ved havoverfladen er der en tommelfingerregel, der siger, at atmosfæren kan rumme 4% mere fugtighed pr. Grad af Fahrenheit-temperaturstigning. Nogle komplikationer kommer ind, når isfasen går ind, men vi lægger dem til side for nu. Det betyder en stor forskel i fugtighed på tværs af temperaturforskelle: Ved 50 ° F (10 ° C) er luftens vandholdekapacitet dobbelt så stor som ved 32 ° F (0 ° C) og ved 14 ° F (-10 ° C ) værdien er kun 24% som ved 50 ° F.
Mere fugt
Faktisk er dette forhold grundlæggende for hvorfor det regner (eller snesko).
Når en pakke luft, der indeholder vanddamp, løftes, bevæger den sig til lavere tryk, ekspanderer og afkøles. På et tidspunkt kan den ikke længere holde så meget fugtighed, så fugtigheden kondenseres til en sky og til sidst danner regn eller sne. At løfte luften kommer for det meste fra storme, især i varme fronter, når varm luft bevæger sig over køligere luft eller kolde fronter, når kold luft skubber under varmere luft.
I alle storme er den vigtigste kilde til nedbør fugtigheden allerede i atmosfæren ved starten af stormen. Denne fugtighed, som vanddamp, opsamles af stormvindene, bringes ind i stormen, koncentreres og udfældes ud. Følgelig, hvis der er mere fugt i miljøet, regner det (eller sner) sværere.
Hvordan spiller det ud, når temperaturerne er under frysepunktet? Temperaturer i Goldilocks-området mellem ca. 28 ° F og 32 ° F, ledsaget af fugtighed, betyder mere sne: faktisk vil mængden af snefald ved 32 ° F være mindst det dobbelte af det ved 14 ° F. Det kan være meget mere, fordi den varme fugtige, flydende luft også kan bidrage til intensivering af selve stormen.
Seneste vinterstorme og klimaændringer
Ekstra-tropiske storme om vinteren form og udvikler sig på temperaturforskelle, der er størst mellem kontinenter og tilstødende oceaner.
Om vinteren udgør den kolde tørre luft over Nordamerika en skarp kontrast med den relativt varme fugtige luft over Golfstrømmen og Nordatlanten. En kold front fører det sydlige udbrud af kold luft, mens en varm front fører den varme fugtige luft mod nord, når den stiger op og producerer nedbør i stormen.
Miljøet, hvor alle stormer dannes, er nu anderledes end det var for bare 30 eller 40 år siden på grund af den globale opvarmning. Ændringer i atmosfærisk sammensætning fra menneskelige aktiviteter har øget kuldioxid og andre varmefangende drivhusgasser, hvor carbondioxidniveauet er steget med over 40% siden ca. 1900 hovedsageligt fra forbrænding af fossile brændstoffer.
Det resulterende ubalance i energi varmer vores planet. Og over 90% af varmen er gået i verdenshavene. Ud over de højere havniveauer - med over 2.5 inches siden 1993 - er verdens havoverfladetemperaturer (SST'er) steget med 1 ° F siden ca. 1970.
Så erindringen om den globale opvarmning hovedsageligt i verdenshavene. I gennemsnit er luften over havene varmere med mere end 1 ° F og fugt af 5% siden 1970'erne fra den globale opvarmning. I det nordlige Atlanterhav har der været yderligere opvarmning, og overfladet havtemperaturer er over 2 ° F over et 1981-2010-gennemsnit (som inkluderer en global opvarmningskomponent) over en enorm vidde, der strækker sig mere end 1000 miles fra Nordamerikas kyst. (se grafik ovenfor). Noget af denne ekstra varme kan være opstået fraværet af megen orkanaktivitet i Atlanterhavet den sidste sommer.
I februar 5-6, 2010, opstod en sne "bombe" og førte til det, der på det tidspunkt blev omtalt som "Snowmaggedon," som blev brugt af flere konservative senatorer til at latterlig global opvarmning og Al Gore. Alligevel var det vinter, og der var masser af kold kontinental luft. Der var en storm på det rigtige sted. Og der var usædvanligt høje overfladet havtemperaturer i det subtropiske Atlanterhav - op til 3 ° F (1.5 ° C) over det normale - hvilket førte til, at ekstraordinære mængder fugt blev ført ind i stormen. Og det resulterede i ekstraordinære snemængder i Washington DC-området.
NASA / NOAA
Tidligere i år, mellem januar 26-28, 2015, var området, der blev målrettet mod den seneste vinterstorm, kaldet Juno af nogle, lidt længere nord. Den udviklende storm var i lige den rigtige position til at udnytte den høje fugtighed over havet og udvikle sig, da den oplevede den skarpe kontrast mellem kontinentet og det relativt varme hav.
Over nogle meter sne faldt i nogle områder, blizzardforholdene blev oplevet i New England, og tunge søer og erosion forekom i kystregioner i tilknytning til de højere havniveauer forbundet med den globale opvarmning.
Fremover, midt på vinteren, betyder klimaændringer, at snefald vil stige, fordi atmosfæren kan holde 4% mere fugtighed for hver temperaturforøgelse på 1 ° F. Så så længe det ikke varmes over frysning, er resultatet en større dump af sne.
I modsætning hertil varmer det i begyndelsen og slutningen af vinteren, at det er mere sandsynligt, at det regner, så det samlede vintersnefald ikke øges. Observationer af snedækning på den nordlige halvkugle viser faktisk små stigninger i midten af vinteren (december-februar), men store tab i foråret (se snedækningstal ovenfor.) Dette er alt sammen en tendens til meget tungere nedbør i USA (se figuren nedenfor), især i nordøst.
USA's nationale klimavurdering
Sagt på en anden måde: om opvarmning medfører mere eller mindre nedbør varierer efter region, men det ændrer balancen mellem sne og regn. Så længe det forbliver under frysepunktet, er snedumperne større, men snesæsonen krymper i begge ender af vinteren. Så der bruges mere tid på at regne: skiløbere i nogle regioner drager fordel i midten af vinteren, men med en kortere skisesæson.
Da den øgede fugtighed i stormen også kan give feedback og forstærke selve stormen, kan den ekstra sne let bestilles 10% eller mere fra klimaændringsdel.
Se også:
Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Ændringer i nedbør med klimaændringer. Klimaforskning, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]
Der er en kraftig stigning i en-dages nedbørsekstremer i den kolde sæson oktober til marts.
Nationalt klima Vurdering data siger den samme ting.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation.
Læs oprindelige artikel.
Om forfatteren
Kevin Trenberth er en fremtrædende seniorforsker ved National Center for Atmosfærisk Forskning. Han har været stærkt engageret i det mellemstatslige panel for klimaændringer (og delte Nobels fredspris i 2007) og World Climate Research Program (WCRP). Han er i øjeblikket formand for programmet Global Energy and Water Exchanges (GEWEX) under WCRP. Han har over 200 refererede tidsskriftartikler og over 460 publikationer og er en af de mest citerede forskere inden for geofysik.
Offentliggørelseserklæring: Kevin Trenberth modtager finansiering fra Department of Energy og National Science Foundation.
Relaterede Bøger:
