这个季节，哈维飓风猛烈袭击了休斯顿和德克萨斯州东南部地区，带来了破纪录的暴雨，让许多人感觉像遭遇了圣经级别的大洪水。按照今天的标准，哈维是一场异常潮湿且强大的风暴——它可能预示着北美洲的未来。一项新的研究预测，由于气候变化，到本世纪末，北美洲将经历更多倾泻同样大量降雨的风暴。
对于周一发表在《自然气候变化》上的这项研究，研究人员研究了全球变暖将如何影响北美洲的风暴，即所谓的中尺度对流系统。这些是小型风暴聚集在一起并最终融合成一体的系统。飓风可以归为此类，但北美洲此类事件中的大多数实际上是巨大的雷暴。它们主要发生在大陆分水岭以东，持续时间相对较长，跨度至少为 60 英里（约 100 公里）——尽管它们可以变得足够大，覆盖像堪萨斯州这样大的州，据该研究的主要作者、国家大气研究中心的 атмосферный 科学家安德烈亚斯·普雷恩说。
然而，这些系统确实提供了至关重要的供水——普雷恩说，约占美国中部夏季降雨量的 60%。他解释说：“从水文角度来看，它们非常重要，从极端角度来看也很重要，因为它们与山洪和冰雹等现象有关。“这就是为什么我们真正了解这些风暴在未来可能会如何变化非常重要。”
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到目前为止，气候建模人员很难精确地研究全球变暖可能如何影响这些风暴系统——标准模型无法提供足够高的分辨率来模拟它们。对于他们的新研究，普雷恩说他和他的团队开发了更好的模型，并拥有更多的计算资源来真实地模拟风暴，分辨率为 4 公里。普雷恩说：“这比传统气候模型精细 20 倍。”他们（在计算机时间中）在当今的气候条件下运行了这些模型 13 年，并在全球气温升高 4 到 5 摄氏度的本世纪末的预测气候下运行了 13 年。这是“一切照旧”的情景，假设温室气体排放量将持续上升到 2100 年。
当普雷恩的团队比较今天与未来的风暴模型时，他们发现到本世纪末，北美洲的中尺度对流系统发生的频率可能会增加两倍。他们还发现，未来的这些风暴可能会释放比今天的风暴更大的降雨量。这有很多原因——首先，在更温暖的世界中，风暴降雨强度将会增加。研究人员发现，美国东北部和中大西洋地区以及加拿大的部分地区的最大降雨率将增加 25% 至 40%，而北美洲其他地区的最大降雨率将增加 15% 至 20%。该团队还发现，这些风暴的规模可能会扩大，尤其是在美国南部。这两个因素加在一起可能会导致风暴释放更多的水——低纬度地区降雨量增加 40% 至 80%，中高纬度地区增加 20% 至 40%。
研究人员给出了这些数字可能意味着什么的真实案例：“我们研究了纽约市一小时内（将要落下）的所有降雨，”普雷恩说。“未来这个地区的降雨量会增加约 60%。[这相当于]增加了六倍的哈德逊河流量。”
更糟糕的是，模型显示加拿大和美国的部分地区（尤其是中西部和大西洋中部地区）预计也会出现更多移动速度较慢的风暴。普雷恩说：“这真是个坏消息。“移动速度较慢的风暴意味着你将迎来另一场降雨，因为[风暴]不会移动出去。”这正是休斯顿在哈维飓风期间所经历的情况；它缓慢的速度帮助这座城市遭受了如此灾难性的洪水，因为它有充足的时间降下大量的雨水。
过去的研究考察了气候变化对风暴降雨率的影响，但它们并未像对整体风暴那样进行如此密切的考察，包括它们的大小、运动和整体降雨量。“从量级和空间范围两方面考虑风暴大小尤其独特，”劳约拉马利蒙特大学的土木工程和环境科学教授杰里米·帕尔说，他没有参与这项研究。“这表明，以往的研究可能严重低估了气候变化对极端降水和洪水事件的影响。”普雷恩对他的工作结论也有类似的看法。“我们需要把风暴作为一个整体来看待，”他说。“我们[预测]未来洪水的程度可能还不够极端。”