Восточное побережье США и побережье Мексиканского залива различаются тем, как океан, атмосферная циркуляция и уровень моря взаимодействуют, вызывая штормовые нагоны, и оба региона будут испытывать более сильные штормовые нагоны по мере прогрессирования глобального потепления, согласно новому исследованию Университета Аризоны. возглавляемая команда.
Исследование впервые сравнивает, как различные части Атлантического побережья могут жить во время штормов. Ученые изучили воздействие как тропических циклонов, включая ураганы, так и внетропических циклонов, таких как нор'истерс.
Команда сделала это, используя новую компьютерную модель глобального климата, которая позволила им полностью объединить информацию о погоде, климате и уровне моря.
Ученые обнаружили, что даже в отсутствие глобального потепления побережье Мексиканского залива и особенно Новый Орлеан особенно уязвимы для штормовых нагонов. По мере потепления климата побережье Мексиканского залива станет еще более восприимчивым к экстремальным штормовым нагонам, говорит первый автор Цзяньцзюнь Инь, доцент геолого-геофизических наук.
Более 60 миллионов человек живут в регионах Атлантического океана и Мексиканского залива. В период с 2000 по 2017 год на эти регионы обрушилось 13 ураганов, ущерб от каждого из которых составил более 10 миллиардов долларов.
Для обоих регионов высота штормовых нагонов в будущем будет увеличиваться по мере потепления, обнаружили Инь и его коллеги. Более сильные ураганы затронут побережье Мексиканского залива, а повышение уровня моря затронет восточное побережье.
Для побережья Мексиканского залива экстремальный уровень моря очень чувствителен к характеристикам тропических циклонов, таких как штормовые ветры. Поэтому, если ураган становится сильнее, высота штормового нагона увеличивается, потому что регион очень чувствителен к штормовым ветрам», - сказал Инь.
"Но для восточного побережья США, особенно для северо-восточного побережья США, история иная - максимальный штормовой нагон в основном зависит от фонового повышения уровня моря", - сказал Инь.
Документ Иня и его соавторов «Реакция экстремального уровня моря, связанного со штормами вдоль атлантического побережья США, на комбинированное воздействие погоды и климата» опубликован в Journal of Climate. Соавторы Инь перечислены в нижней части этого выпуска. Национальное управление океанических и атмосферных исследований и Национальный научный фонд финансировали исследование.
Инь ранее проводил исследования повышения уровня моря с использованием компьютерных климатических моделей и хотел изучить то, что ученые называют «экстремальными явлениями уровня моря» - ежедневные резкие скачки прибрежного уровня моря, обычно вызванные штормами.
Однако предыдущие модели не могли учитывать сложные взаимодействия между океаном и атмосферой, которые хотел включить Инь, либо потому, что в моделях отсутствовал комплексный подход, либо они были слишком грубыми.
На помощь пришла новая технология в виде новой модели глобального климата, разработанной Лабораторией геофизической гидродинамики NOAA в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Используя новую модель GFDL CM4, Инь и его коллеги смогли включить информацию о тропических и внетропических циклонах, атмосферной и океанической циркуляции, погоде и повышении уровня моря. Наличие такой богатой информации в модели позволило команде более точно предсказать, как моря вдоль восточного побережья США будут реагировать на штормы.
Команда изучила береговую линию от Галифакса, Новая Шотландия, до Хьюстона, Техас.
Исследователи проанализировали несколько симуляций с использованием модели. В контроле использовались доиндустриальные условия, аналогичные тем, что были в 1800-х годах. Другое моделирование добавляло все больше и больше CO2 в атмосферу модели со скоростью увеличения, аналогичной наблюдаемой с середины 20-го века.
Моделирование доиндустриального контроля выявило основные различия, вызывающие штормовые нагоны в двух регионах - силу ветра на побережье Мексиканского залива и уровень моря на восточном побережье.
Моделирование, которое год за годом добавляло CO2 в атмосферу, прогнозировало, что по мере потепления тропических циклонов будет меньше, но сильнее.
«Для эксперимента CO2 мы обнаружили, что на повышенный штормовой нагон влияют разные факторы на восточном побережье, чем на побережье Мексиканского залива», - сказал Инь.
Кроме того, по мере увеличения количества CO2 в атмосфере модель показывает, что атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция Атлантического океана будет замедляться, усугубляя повышение уровня моря и штормовые нагоны на Восточное побережье.
«AMOC переносит много тепла на север. Это в основном отвечает за мягкий климат в Европе», - сказал Инь. «Если AMOC замедлится, это может повлиять на погоду и климат в Европе и Северной Америке и вызвать региональное повышение уровня моря».