Поскольку город Хьюстон продолжает восстанавливаться и перестраиваться после исторического наводнения, вызванного ураганом Харви, региону также придется готовиться к будущему, в котором более вероятны штормы силы Харви.
Новое исследование Массачусетского технологического института, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, сообщает, что по мере прогрессирования изменения климата город Хьюстон и Техас в целом будут сталкиваться с растущим риском разрушительных последствий, Харви -масштаб осадков.
Согласно исследованию, в штате Техас был 1-процентный шанс испытать на себе количество осадков силой Харви в любой конкретный год между 1981 и 2000 годами. до Техаса вырастет до 18 процентов, если рост выбросов парниковых газов в атмосферу не прекратится.
Если риск такого события в этом столетии увеличивался устойчивым линейным образом, это означало бы, что существует 6-процентная вероятность того, что в этом году в Техасе выпадет количество осадков, равное Харви.
«Вы бросаете кости каждый год», - говорит автор исследования Керри Эмануэль, профессор атмосферных наук Сесила и Иды Грин и содиректор Центра Лоренца в Массачусетском технологическом институте. «И мы считаем, что вероятность наводнения, подобного Харви, меняется».
Когда прошлое не поводырь
После крупной катастрофы, говорит Эмануэль, естественно, а в некоторых случаях и необходимо, задаться вопросом, произойдет ли такое событие снова и как скоро.
"Предположим, вы мэр Хьюстона, и вы только что пережили ужасную катастрофу, которая стоила вам невероятного состояния, и вы собираетесь в течение следующих нескольких лет попытаться навести порядок в ваш город», - говорит Эмануэль. «Должны ли вы установить более совершенную систему ливневой канализации, которая может стоить миллиарды долларов, или нет? Ответ на этот вопрос зависит от того, считаете ли вы, что Харви был единичным случаем - очень маловероятно, что это произойдет в ближайшие 100 лет». лет - или это может быть более распространено, чем вы думали."
Глядя на исторические записи об экстремальных осадках, вы не сможете понять будущее, говорит Эмануэль. Это связано с тем, что прошлые измерения были неоднородными и их было трудно экстраполировать на более крупные регионы, а период, за который регистрировались данные об осадках, относительно короткий. Более того, изменение климата меняет шансы на частоту сильных штормов по всему миру.
«Если основные статистические данные меняются, прошлое может не быть хорошим ориентиром в будущем», - отмечает Эмануэль в статье.
Вместо этого ученые обращаются к климатическим моделям, чтобы попытаться предсказать будущее таких штормов, как Харви. Но здесь также возникают проблемы, поскольку модели, имитирующие изменение климата в глобальном масштабе, делают это с относительно грубым разрешением, около сотен километров, в то время как для ураганов требуется разрешение в несколько километров.
«[Модели климата] действительно имитируют слякоть, похожую на ураган, но они имеют очень плохое разрешение», - говорит Эмануэль. «У нас нет вычислительной огневой мощи, чтобы разрешить штормы, подобные ураганам, в современных климатических моделях».
Ураганы, встроенные
Эмануэль и его коллеги ранее разработали метод моделирования развития ураганов в меняющемся климате, используя разработанную ими специализированную вычислительную модель, которая имитирует ураганы с высоким пространственным разрешением. Модель разработана таким образом, чтобы ее можно было встроить в более грубые модели глобального климата - комбинация, которая приводит к точному моделированию ураганов в контексте глобального изменения климата.
Эмануэль использовал технику команды для моделирования прошлой и будущей активности ураганов как для города Хьюстон, так и для штата Техас. Для этого он сначала внедрил модель урагана в три анализа климата с координатной сеткой - моделирование глобального климата на основе фактических данных из прошлого - для имитации активности ураганов возле Хьюстона в период с 1980 по 2016 год..
Он случайным образом засеял каждую климатическую модель сотнями тысяч «протоураганов» или штормов на ранней стадии, большинство из которых естественным образом стихают и не перерастают в полноценные ураганы. Из оставшихся штормов он сосредоточился на 3 700 штормах, которые прошли в пределах 300 километров от Хьюстона в период с 1980 по 2016 год. после урагана Харви.
В течение этого исторического периода он подсчитал, что вероятность шторма типа Харви, вызывающего не менее 500 миллиметров дождя в Хьюстоне, была примерно раз в 2000 лет. Такое событие, пишет он, было «библейским» в том смысле, что оно, вероятно, произошло примерно один раз с момента написания Ветхого Завета».
Бурные шансы
Чтобы понять, как эта вероятность или риск такого шторма изменится в будущем, он провел тот же анализ, на этот раз внедрив модель урагана в шесть глобальных климатических моделей и запустив каждую модель из с 2081 по 2100 годы, согласно будущему сценарию, в котором мировой климат изменится в результате неослабевающего роста выбросов парниковых газов.
В то время как ежегодный риск выпадения 500-миллиметровых осадков в Хьюстоне составлял около 1 из 2000 в конце прошлого века, Эмануэль обнаружил, что ежегодные шансы для города значительно возрастут, до 1 из 100 к концу прошлого века. в этом веке.
Когда он выполнил тот же набор анализов для Техаса в целом, он обнаружил, что в конце 20-го века штат сталкивался с 1-процентным риском каждый год испытывать шторм по шкале Харви. К концу этого столетия этот ежегодный риск увеличится до 18 процентов. Он подсчитал, что если это увеличение происходит линейно, то в этом году шансы штата составили около 6 процентов - шестикратное увеличение по сравнению с концом 20-го века.
Когда вы берете очень, очень редкое, экстремальное явление дождя, такое как ураган Харви, и смещаете распределение дождя в сторону более сильного из-за изменения климата, вы получаете действительно большие изменения в вероятности этих редких событий, - говорит Эмануэль. «Люди должны понимать, что ущерб обычно наносится экстремальными явлениями».
Эмануэль надеется, что результаты исследования помогут городским планировщикам и правительственным чиновникам решить, где и как восстанавливать и укреплять инфраструктуру, а также пересматривать ли строительные стандарты, чтобы противостоять более сильным штормам и более разрушительным наводнениям.
«Мы наблюдаем для Техаса событие, годовая вероятность которого в конце прошлого века составляла 1 процент, а к концу этого века может составить 18 процентов», - говорит Эмануэль.«Это огромное увеличение вероятности этого события. Таким образом, люди должны были лучше спланировать это».