在像最近科罗拉多州北部发生的降雨和洪水这样极端且破纪录的天气事件之后,人们常常会提出这样一个问题:气候变化是罪魁祸首吗?
回答这类问题是努力将气候变化的后果以人们能够理解的方式呈现出来的一部分。全球变暖两度似乎很抽象,但是桥梁坍塌、房屋被毁、造成人员伤亡的洪水等天气事件可以使人们感受到气候变化的影响。
将极端事件与气候变化联系起来的科学相对较新。这一领域的从业者,被称为归因科学,致力于了解洪水、干旱或热浪等事件的任何部分是否可以归因于气候变化。
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马丁·霍尔林(Martin Hoerling)是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在博尔德的地球系统研究实验室的研究气象学家,一直是归因研究领域的领导者之一。
当被问及如何将博尔德的洪水置于气候变化的背景下时,霍尔林首先列出了一些突出该事件极端性质的统计数据。
他指出,博尔德气象观测站一周的降雨量达到了17.6英寸。这个降雨量使2013年成为博尔德有记录以来最湿润的一年,而且还有三个月的时间。
霍尔林还指出,破纪录的降雨不仅限于博尔德,而且从科罗拉多斯普林斯地区一直延伸到怀俄明州边界。与过去导致破纪录洪水事件的正常季风风暴不同,例如1976年的大汤普森洪水,这种风暴往往来得更短、更猛烈,而这次风暴影响的地理范围很广,并且持续了多天。
极其罕见的事件
“总而言之,这次前沿山脉的洪水事件因其持续时间(一周)、空间范围大(跨越前沿山脉约155英里)和累积强度(打破了单日、三日、每周、季节性和年度降雨记录)而罕见,”霍尔林说。
根据霍尔林和国家气象局的气象学家的说法,导致这种广泛、持久降雨的条件源于来自墨西哥湾的潮湿热带气团,该气团被来自南方的空气推入该地区。
当空气到达山区时,它会迅速向上移动并冷却,从而导致降水。该地区西部的高空高压系统将这种天气控制了大约一周,因此雨一直下。
气候变化在这一切中起什么作用?霍尔林说,在这次风暴中,大气中测量的可降水量达到了创纪录的高度。众所周知,全球变暖会增加大气中的水分含量,尽管这种影响不大——他说,可降水量增加3%到5%可能是“合理的估计”。
但是,真正导致降雨以这种方式下降、持续这么长时间的原因是异常的大气环流。研究未来气候变化如何影响这种环流模式的一种方法是查看最新的气候模型(称为耦合模式比较计划第五阶段或CMIP5)的预测。
霍尔林说,这些模型实际上表明,在2001-2020年期间,前沿山脉的夏季降水量略有下降,未来会进一步干旱。而且,在过去的十年中,科罗拉多州和西南部其他地区的情况大致如此:干旱。
事实上,根据美国干旱监测机构的数据,当上周降雨袭击科罗拉多州时,该州的大部分地区都处于某种类型的干旱之中。
地理和干旱造成影响
环境科学合作研究所(CIRES)和西部水资源评估的研究科学家乔·巴苏格利(Joe Barsugli)是2012年5月完成的博尔德县气候防备计划的共同作者。
在该计划中,巴苏格利及其合作者调查了因气候变化导致暴雨和洪水的可能性。他们指出,模型预测冬季降水量增加,但春季和夏季(博尔德容易发生大雨事件的时期)预计总降水量将减少。
尽管如此,该报告指出,“气候模型清楚地表明,即使在总降水量不变或减少的地区,极端降水也可能变得更大。在这种情况下,下雨天会变得不那么频繁,但是如果极端事件的条件合适,并且大气中可用的水分更多,那么就有可能发生更大的极端事件。”
换句话说,即使总体上更干燥,像博尔德刚刚经历的那样的极端事件也在可能发生的范围之内。
美国国家海洋和大气管理局天气预测中心的高级部门预报员布鲁斯·沙利文(Bruce Sullivan)表示,在最近的降雨中,博尔德及周边地区遭受如此严重的洪水灾害的原因之一是基本地理。
沙利文说:“当你在像那样的山上时,山会加剧这个问题。”
洪泛区有更多的人和建筑物
博尔德地区容易发生山洪,因为它位于落基山脉山麓峡谷的入口附近。1894年,当洪水从峡谷中的博尔德河冲出时,博尔德市中心遭受了毁灭性的打击,与上周发生的事件类似,洪水冲走了桥梁、建筑物和道路。
一个多世纪之后,当发生这样的事件时,洪泛区有更多的道路、更多的桥梁和更多的建筑物会受到损坏。
由于知道下一次大洪水只是时间问题,该市近年来一直在就一项洪泛区条例进行持续讨论,该条例将要求其100年和500年洪泛区中的建筑物要么被抬高,要么使用防洪措施。
然而,该条例在最近的洪水发生时尚未生效。
美国国家海洋和大气管理局的霍尔林表示,即使气候变化对实际风暴气象的影响不大,也可能还有其他与气候相关的因素发挥了作用。由于干旱,土壤可能更干燥和坚硬,导致更多的径流。野火烧毁的景观蓄水量减少,而由于气候变化,火灾季节的长度也在增加。
霍尔林解释说:“在某些地区,由于干旱和野火等先决因素,洪水可能变得更糟。”
他计划召集一个团队来分析这场风暴,看看他们的模型是否能够产生像这样的事件。
他说:“我们希望能够掌握它,描述它。大自然给了我们一个例子:‘嘿,看看你能不能做到这一点,建模者。’它发起了挑战。”
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