去年飓风桑迪在纽约市造成的毁灭性洪水是该市有记录以来最大的风暴潮。尽管飓风桑迪被认为是百年一遇的事件——一个世纪只会袭击某个地区一次的风暴——但一项新的研究发现，全球变暖可能会在2100年之前，每隔一年就给美国墨西哥湾和东海岸带来类似的破坏性风暴潮。
强风暴会产生高浪和风暴潮，两者结合可以侵蚀海滩和沙丘，并淹没沿海社区。风暴潮是主要由强风推动的在风暴前方的海水。在陆地上，风暴潮可以在几分钟内上升数英尺。高浪在风暴潮之上移动，而波峰会使海平面进一步升高。
研究人员将极端事件称为“卡特里娜”，以纪念2005年淹没墨西哥湾沿岸的飓风。一项新的模型预测，如果气候变暖3.6华氏度（2摄氏度），类似卡特里娜飓风的风暴潮将每隔一年发生一次。
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该研究结果发表在3月18日出版的《美国国家科学院院刊》上，结果表明，这将是自1923年以来发生频率的10倍，自那以后，每20年就会发生一次卡特里娜级别的风暴潮。
2009年，世界各国同意努力将气候变化限制在2100年之前增加2摄氏度，但最近的研究表明，气温可能在本世纪末上升7.2华氏度（4摄氏度）。
但是，丹麦哥本哈根大学的气候科学家、该研究的主要作者阿斯拉克·格林斯泰德表示，卡特里娜式风暴潮增加10倍并不一定会转化为灾难增加10倍。“每一个卡特里娜级别的事件不一定都会成为卡特里娜级别的灾难。这完全取决于明智的规划，”他告诉我们的神奇星球。
温暖的海域会产生更强的风暴
科学家们知道，更温暖的海洋将改变大西洋产生飓风的方式。更多的热量意味着更多的能量，许多模型预测全球变暖将带来更大、更强的风暴，尽管模型情景之间的细节有所不同。但格林斯泰德表示，这些模型可能会因飓风观测方法的改变而产生偏差，例如从飞机和轮船转为使用卫星，这可能会影响风速和其他风暴数据的记录。
许多研究已经探讨了全球变暖导致海洋温度升高时飓风的频率和大小将如何变化，但很少有人研究它们对大西洋海岸的影响。
为了更好地评估哪个模型在预测未来方面做得最好，格林斯泰德和他的同事们根据大西洋沿岸自1923年以来的验潮仪数据构建了风暴潮记录。“大的风暴潮给了我一个关于过去飓风变异性的新视角，”格林斯泰德说。
格林斯泰德根据每个统计模型对过去极端风暴潮的解释程度来衡量每个模型的权重。科学家测试气候模型的一种方法是看它们在预测过去天气方面的表现如何。
在竞争模型中，表现最好的模型是最简单的模型之一。它依赖于大西洋飓风诞生地的区域海面温度。研究人员还创建了一个新的全球“网格化”模型，纳入了世界各地的海洋温度。格林斯泰德表示，顶级模型在风暴潮增加的幅度上大致一致，这让他对结果充满信心。[从上方看飓风：看大自然最大的风暴]
研究发现，升温0.4摄氏度，极端风暴潮的频率就会增加一倍。“由于我们在20世纪经历了全球变暖，我们已经跨越了这样一个门槛，即超过一半的‘卡特里娜’是由全球变暖造成的，”格林斯泰德说。
佛罗里达大学的气候科学家詹姆斯·埃尔斯纳表示，他同意该研究的主要发现，但他认为该模型低估了气候因素的影响，例如厄尔尼诺/拉尼娜南方涛动（ENSO）指数和北大西洋涛动（NAO）。研究表明，温暖的厄尔尼诺事件意味着大西洋的飓风较少，而NAO会影响整个海洋盆地的风暴路径。
“随着地球变暖和海洋变暖，强风暴的可能性会增加，”埃尔斯纳说。“我认为这是一个有趣的练习，但从统计学上讲，它存在一些问题，”他告诉我们的神奇星球。
风暴潮和海平面上升
格林斯泰德担心未来风暴潮洪水和海平面上升的综合影响，这会增加风暴潮的基础。
“我认为更重要的是背景海平面上升，这是非常难以建模的，”他说。
飓风桑迪给曼哈顿南部带来了11.9英尺（3.6米）的风暴潮，加上高潮的助推，形成了高达13.88英尺（4.2米）的风暴潮。
飓风卡特里娜导致密西西比州沿岸部分地区的风暴潮洪水比正常潮位高出25至28英尺（7.6至8.5米），路易斯安那州东南部沿岸地区比正常潮位高出10至20英尺（3至6.1米）。
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