Ribut salji pertama 2015 seperti yang dilihat dari angkasa lepas. NOAA / NASA, CC BY
Pada pandangan pertama, bertanya sama ada keputusan pemanasan global dalam salji lebih mungkin kelihatan seperti satu soalan yang bodoh kerana jelas, jika ia mendapat cukup panas, tidak ada salji. Oleh itu, percaya kepada perubahan iklim telah menggunakan salji baru-baru mansuh untuk menimbulkan keraguan pada iklim pemanasan dari pengaruh manusia. Tetapi mereka tidak boleh menjadi lebih salah.
Untuk memahami sambungan, kita perlu melihat keadaan apa yang berlaku untuk salji yang paling berat. Kemudian, kita dapat melihat bagaimana perubahan iklim mempengaruhi keadaan tersebut, terutamanya suhu di atmosfera dan lautan, semasa musim sejuk. Mengetahui faktor-faktor ini mendedahkan bahawa terdapat kemungkinan besar ribut salji berat di Amerika Utara tetapi panjang musim salji sudah semakin berkurangan disebabkan oleh pemanasan global.
Goldilocks Temperatures
Ada yang mengatakan bahawa ia boleh menjadi "terlalu sejuk untuk salji"! Sudah tentu, ini adalah mitos tetapi ia mempunyai asas sebenarnya kerana atmosfera membeku kering apabila ia sangat sejuk. Itulah kerana jumlah kelembapan yang dapat dipegang oleh atmosfera bergantung sangat kepada suhu. Di bawah keadaan sejuk, salji mungkin terdiri daripada kristal yang sangat kecil dan kadang-kadang sangat ringan dan lembut dan seperti "debu berlian".
Sebaliknya, salji yang paling berat berlaku dengan suhu permukaan daripada kira-kira 28 ° F untuk 32 ° F - hanya di bawah takat beku. Sudah tentu, sebaik sahaja ia mendapat banyak di atas takat beku, salji bertukar kepada hujan. Jadi ada "Goldilocks" set keadaan yang hanya hak untuk menyebabkan ribut salji super. Dan keadaan ini menjadi lebih cenderung pada pertengahan musim sejuk kerana perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia.
Fizik di sebalik fenomena ini ditadbir oleh a undang-undang asas yang memberitahu kita jumlah maksimum kelembapan di atmosfera meningkat secara eksponen dengan suhu - iaitu, lebih hangat atmosfera, semakin banyak kelembapan yang dapat ditahan oleh udara dan dengan demikian, semakin banyak potensi untuk pemendakan.
Bagi kebanyakan keadaan di paras laut, ada peraturan ibu jari yang mengatakan atmosfera boleh memegang kelembapan 4% setiap satu darjah Fahrenheit peningkatan suhu. Beberapa komplikasi datang dalam fasa ais masuk, tetapi kita menetapkan mereka diperuntukkan untuk sekarang. Yang diterjemahkan ke dalam perubahan yang besar dalam kelembapan seluruh perbezaan suhu: pada 50 ° F (10 ° C) kapasiti memegang air di udara adalah dua kali ganda di 32 ° F (0 ° C) dan pada 14 ° F (-10 ° C ) nilai hanya 24% bahawa pada 50 ° F.
lebih Moisture
Malah, hubungan ini adalah asas untuk kenapa hujan (atau salju).
Apabila sebatang udara yang mengandungi wap air diangkat, ia bergerak ke tekanan yang lebih rendah, mengembang dan menyejukkan. Pada satu ketika, ia tidak lagi boleh memegang kelembapan yang banyak dan jadi kelembapan mengalir ke dalam awan dan akhirnya membentuk hujan atau salji. Pengangkat udara kebanyakannya berasal dari ribut, terutamanya di depan yang hangat, seperti udara hangat bergerak ke atas udara yang lebih sejuk, atau depan sejuk, sebagai udara sejuk menolak di bawah udara yang lebih panas.
Dalam semua ribut, sumber utama hujan adalah kelembapan yang sudah di atmosfera pada permulaan ribut. kelembapan ini, sebagai wap air, dikumpul oleh angin ribut, dibawa masuk ke dalam ribut, dipekatkan dan dimendakkan keluar. Oleh itu, jika terdapat lebih kelembapan dalam persekitaran, hujan (atau snows) lebih keras.
Bagaimana ini bermain di luar apabila suhu di bawah paras beku? Suhu di dalam julat Goldilocks di antara kira-kira 28 ° F dan 32 ° F, diiringi oleh kelembapan, bermakna lebih banyak salji: sesungguhnya, jumlah salji di 32 ° F akan sekurang-kurangnya dua kali ganda di 14 ° F. Ia boleh menjadi lebih kerana udara memberangsangkan lembap panas juga boleh menyumbang kepada usaha menggalakkan ribut itu sendiri.
Baru-baru ini Winter Storms dan Perubahan Iklim
Badai tropika tambahan dalam bentuk musim sejuk dan membangunkan perbezaan suhu, yang paling besar di antara benua dan lautan bersebelahan.
Pada musim sejuk, udara kering sejuk seluruh Amerika Utara membentuk satu perbezaan yang nyata dengan udara lembap yang agak panas ke Teluk Stream dan Atlantik Utara. A depan sejuk membawa wabak selatan udara sejuk manakala depan yang hangat membawa tajuk udara lembap yang hangat ke utara kerana ia naik ke atas dan menghasilkan hujan dalam ribut.
Persekitaran di mana semua bentuk ribut kini berbeza daripada ia hanya 30 atau 40 tahun yang lalu kerana pemanasan global. Perubahan dalam komposisi atmosfera daripada aktiviti manusia telah meningkatkan karbon dioksida dan gas-gas rumah hijau yang memerangkap haba, dengan tahap karbon dioksida meningkat lebih 40% sejak kira-kira 1900 terutamanya daripada pembakaran bahan api fosil.
yang terhasil ketidakseimbangan tenaga menghangatkan planet kita. Dan lebih daripada 90% haba telah pergi ke lautan. Di samping paras laut yang lebih tinggi - lebih dari 2.5 inci sejak 1993 - suhu permukaan laut global (SST) telah meningkat sebanyak 1 ° F sejak kira-kira 1970.
Jadi ingatan pemanasan global terutamanya di lautan. Secara purata udara di atas lautan adalah lebih panas oleh lebih daripada 1 ° F dan lembap oleh 5% sejak 1970 dari pemanasan global. Di Atlantik Utara, terdapat suhu pemanasan dan permukaan laut tambahan melebihi 2 ° F di atas purata 1981-2010 (yang merangkumi komponen pemanasan global) di atas luas yang luas melebihi 1000 batu dari pantai Amerika Utara. (lihat grafik, di atas). Beberapa kehangatan tambahan ini mungkin timbul daripada ketiadaan aktiviti taufan di Atlantik musim panas lalu ini.
Pada bulan Februari 5-6, 2010 salji "bom" berlaku dan membawa kepada apa yang disebut pada masa itu sebagai "Snowmaggedon," yang telah digunakan oleh beberapa Ahli Dewan Negara konservatif untuk mengejek pemanasan global dan Al Gore. Namun, ia adalah musim sejuk dan terdapat banyak udara Eropah sejuk. Ada ribut di tempat yang betul. Dan terdapat suhu laut permukaan luar biasa tinggi di Lautan Atlantik subtropika - sehingga 3 ° F (1.5 ° C) di atas normal - yang membawa kepada jumlah yang luar biasa kelembapan yang dimasukkan ke dalam ribut. Dan ia menyebabkan jumlah salji yang luar biasa di kawasan Washington DC.
NASA / NOAA
Awal tahun ini, antara Januari 26-28, 2015, kawasan yang disasarkan oleh ribut musim sejuk terkini, yang dipanggil Juno oleh beberapa, adalah lebih jauh ke utara. Ribut membangun hanya berada di kedudukan yang betul untuk memanfaatkan kelembapan yang tinggi di lautan dan berkembang kerana ia mengalami kontras yang tajam antara benua dan lautan yang agak panas.
Lebih tiga kaki salji jatuh di beberapa kawasan, keadaan badai salji telah berpengalaman di New England, dan laut berat dan hakisan berlaku di kawasan pesisir dalam hubungannya dengan paras laut yang lebih tinggi yang berkaitan dengan pemanasan global.
Melangkah ke hadapan, pada musim sejuk pertengahan, perubahan iklim bermakna bahawa salji akan meningkat kerana suasana yang boleh memegang kelembapan 4% lebih untuk setiap peningkatan 1 ° F suhu. Jadi selagi ia tidak panas di atas takat beku, hasilnya adalah tempat pembuangan yang lebih besar salji.
Sebaliknya, pada awal dan akhir musim sejuk, ia memanaskan cukup bahawa ia adalah lebih cenderung kepada hujan, maka jumlah salji musim sejuk tidak meningkat. Pemerhatian perlindungan salji untuk hemisfera utara memang menunjukkan sedikit peningkatan pada pertengahan musim sejuk (Disember-Februari) tetapi kerugian besar pada musim bunga (melihat salji perlindungan angka di atas.) Ini adalah sebahagian daripada trend yang hujan jauh lebih berat di Amerika Syarikat (lihat rajah di bawah), terutama di timur laut.
Dengan kata lain: sama ada pemanasan menyebabkan lebih kurang hujan berbeza mengikut kawasan, tetapi ia berubah keseimbangan antara salji dan hujan. Selagi ia kekal di bawah paras beku, tempat pembuangan sampah salji lebih besar, tetapi musim salji mengecut di kedua-dua hujung musim sejuk. Jadi lebih banyak masa dihabiskan Raining: pemain ski di beberapa kawasan manfaat pada pertengahan musim sejuk tetapi dengan musim ski yang lebih singkat.
Kerana kelembapan yang meningkat di ribut juga boleh maklum balas dan menguatkan ribut itu sendiri, salji ekstra dengan mudah boleh memerintahkan 10% atau lebih dari komponen perubahan iklim.
Lihat juga:
Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Perubahan dalam hujan dengan perubahan iklim. Penyelidikan Iklim, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]
Terdapat peningkatan mendadak hujan ekstrim sehari semasa musim sejuk bulan Oktober hingga Mac.
Penilaian Iklim Negara data mengatakan perkara yang sama.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan.
Baca artikel asal.
Mengenai Penulis
Kevin Trenberth adalah ahli sains terkemuka di Pusat Kebangsaan Penyelidikan Atmosfera. Beliau telah terlibat dalam Panel Antarpemerintah mengenai Perubahan Iklim (dan berkongsi Hadiah Nobel Keamanan di 2007), dan Program Penyelidikan Iklim Dunia (WCRP). Beliau kini mengetuai program Global Energy and Water Exchange (GEWEX) di bawah WCRP. Beliau mempunyai lebih banyak artikel jurnal 200 dan lebih banyak penerbitan 460 dan merupakan salah seorang saintis yang paling terkenal dalam geofizik.
Kenyataan Pendedahan: Kevin Trenberth menerima pembiayaan dari Jabatan Tenaga dan Yayasan Sains Kebangsaan.
Buku berkaitan:
