Den første snøstorm av 2015 sett fra rommet. NOAA / NASA, CC BY
Ved første øyekast, spørre om global oppvarming resulterer i mer snø kan virke som et dumt spørsmål fordi åpenbart, hvis det blir varmt nok, er det ingen snø. Følgelig har deiers av klimaendringer brukt nylige snødumper til skape tvil på et oppvarmende klima fra menneskelige påvirkninger. Likevel kunne de ikke være mer feil.
For å forstå sammenhengen må vi se på hvilke forhold som gjør for de tyngste snøfallene. Deretter kan vi se på hvordan klimaendringene påvirker disse forholdene, spesielt temperaturer i atmosfæren og havene, om vinteren. Å studere disse faktorene viser at det er større sjanse for tunge snøstormer i Nord-Amerika, men lengden på snø sesongen er allerede krympet på grunn av global oppvarming.
Goldilocks Temperaturer
Det er et ordtak at det kan være "for kaldt til snø“! Selvfølgelig er dette en myte, men den har grunnlag faktisk fordi atmosfæren blir frysetørket når den er veldig kald. Det er fordi mengden fuktighet atmosfæren kan holde, avhenger veldig sterkt på temperaturen. Under kalde forhold vil snøen sannsynligvis bestå av svært små krystaller, og noen ganger er det veldig lett og mykt og som "diamantstøv".
Derimot oppstår de tyngste snøfallene med overflatetemperaturer fra rundt 28 ° F til 32 ° F - like under frysepunktet. Selvfølgelig, når det blir mye over frysepunktet, blir snøen til regn. Så det er et "Goldilocks" sett med forhold som bare stemmer for å resultere i en super snøstorm. Og disse forholdene blir mer sannsynlige i midten av vinteren på grunn av menneskeskapte klimaendringer.
Fysikken bak dette fenomenet styres av a grunnleggende loven som forteller oss at maksimal fuktighet i atmosfæren øker eksponentielt med temperatur - det vil si jo varmere atmosfæren, jo mer fuktighet kan luften holde og dermed, jo mer potensial for nedbør.
For de fleste forhold på havnivå er det en tommelfingerregel som sier at atmosfæren kan holde 4% mer fuktighet per grad. Fahrenheit økning i temperatur. Noen komplikasjoner kommer inn som isfasen går inn, men vi setter dem til side for nå. Det betyr en stor forskjell i fuktighet over temperaturforskjeller: Ved 50 ° F (10 ° C) er vannholdingskapasiteten for luft dobbelt så ved 32 ° F (0 ° C) og ved 14 ° F (-10 ° C ) verdien er bare 24% som ved 50 ° F.
Mer fuktighet
Faktisk er dette forholdet grunnleggende for hvorfor det regner (eller snø).
Når en pakke med luft som inneholder vanndamp løftes, beveger den seg i lavere trykk, ekspanderer og avkjøler. På et tidspunkt kan det ikke lenger holde så mye fuktighet og så kondenserer fuktigheten inn i en sky og til slutt danner regn eller snø. Løften av luft kommer hovedsakelig fra stormer, spesielt i varme fronter, ettersom varm luft beveger seg over kjøligere luft eller forkjøl, da kald luft skyves under varmere luft.
I alle stormer er hovedkilden til nedbør fuktigheten allerede i atmosfæren ved starten av stormen. Denne fuktigheten, som vanndamp, samles av stormvindene, brakt inn i stormen, konsentrert og utfelt. Følgelig, hvis det er mer fuktighet i miljøet, regner det (eller snø) hardere.
Hvordan spiller dette ut når temperaturen er under frysing? Temperaturer i Goldilocks rekkevidde mellom ca. 28 ° F og 32 ° F, ledsaget av fuktighet, betyr mer snø: faktisk ville mengden snøfall ved 32 ° F være minst dobbelt så ved 14 ° F. Det kan være mye mer fordi den varme fuktige flytende luften også kan bidra til intensivering av stormen selv.
Nylige vinterstormer og klimaendringer
Ekstra-tropiske stormer om vinteren og utvikle seg på forskjeller i temperatur, som er størst mellom kontinenter og tilstøtende hav.
Om vinteren danner den kalde, tørre luften over Nord-Amerika en skarp kontrast til den relativt varme fuktige luften over Gulf Stream og Nord-Atlanteren. En kald front fører sydlig utbrudd av kald luft mens en varm front fører den varme fuktige luften nordover, da den stiger oppover og gir nedbør i stormen.
Miljøet der alle stormer danner er nå annerledes enn det var bare 30 eller 40 år siden på grunn av global oppvarming. Endringer i atmosfærisk sammensetning fra menneskelige aktiviteter har økt karbondioksid og andre klimagasser med klimagasser, med et karbondioksydnivå som øker med over 40% siden om 1900, hovedsakelig fra å brenne fossile brensler.
Resultatet energi ubalanse varmer vår planet. Og over 90% av varmen har gått inn i havene. I tillegg til høyere sjønivåer - over 2.5-tommer siden 1993 - har globale sjøoverflatetemperaturer (SST) økt med 1 ° F siden om 1970.
Så minnet om global oppvarming er hovedsakelig i havene. I gjennomsnitt er luften over havene varmere med mer enn 1 ° F og moister av 5% siden 1970s fra global oppvarming. I Nord-Atlanteren har det vært ytterligere oppvarming og overflatetemperaturen over havet er over 2 ° F over et 1981-2010-gjennomsnitt (som inkluderer en global oppvarmingskomponent) over en stor vidde som strekker seg over mer enn 1000 miles fra Nord-Amerika. (se grafikk, over). En del av denne ekstra varmen kan ha oppstått av fraværet av mye orkanaktivitet i Atlanterhavet i løpet av sommeren.
I februar 5-6 fant 2010 en snø "bombe" og førte til det som ble referert til på den tiden som "Snowmaggedon", som ble brukt av flere konservative senatorer til mock global oppvarming og Al Gore. Likevel var det vinter og det var rikelig med kald kontinental luft. Det var en storm på rett sted. Og det var uvanlig høye overflate sjøtemperaturer i det subtropiske Atlanterhavet - opp til 3 ° F (1.5 ° C) over normalt - noe som førte til at ekstraordinære mengder fuktighet ble matet inn i stormen. Og det resulterte i eksepsjonelle snøbeløp i Washington DC-området.
NASA / NOAA
Tidligere i år, mellom januar 26-28, 2015, var området rettet mot den siste vinterstormen, kalt Juno av noen, litt lenger nordover. Den utviklende stormen var i den riktige posisjonen for å tappe inn den høye fuktigheten over havet og utvikle seg som den opplevde den skarpe kontrast mellom kontinentet og det relativt varme havet.
Over tre meter snø falt i noen områder, ble snøstormsbetingelser opplevd i New England, og det oppstod tunge hav og erosjon i kystregioner i tilknytning til høyere sjønivå i forbindelse med global oppvarming.
Fremover, om vinteren betyr klimaendringer at snøfall vil øke fordi atmosfæren kan holde 4% mer fuktighet for hver 1 ° F temperaturøkning. Så lenge det ikke varmes over frysepunktet, er resultatet et større dump av snø.
I motsetning, i begynnelsen og slutten av vinteren, varmer det nok at det er mer sannsynlig å regne, så det totale vinter snøfallet ikke øker. Observasjoner av snødekning på nordhalvfellene viser faktisk svake økning i midten av vinteren (desember-februar), men store tap på våren (se snødekkfigur ovenfor.) Dette er en del av en trend til mye tyngre nedbør i USA (se figur nedenfor), spesielt i nordøst.
US National Climate Assessment
Sett på en annen måte: om oppvarming forårsaker mer eller mindre nedbør varierer etter region, men det endrer balansen mellom snø og regn. Så lenge det forblir under frysing, er snøbrønnene større, men snøperioden krymper i begge ender av vinteren. Så det blir mer tid på å regne: skiløpere i enkelte regioner nyter om vinteren, men med en kortere ski sesong.
Fordi den økte fuktigheten i stormen kan også tilbakemelding og forsterke stormen selv, kan ekstra snøen lett bestilles 10% eller mer fra klimaendringskomponent.
Se også:
Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Endringer i nedbør med klimaendringer. Klimaforskning, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]
Det er en kraftig økning i en-dags nedbør ekstremer i løpet av oktober til mars kald sesong.
Nasjonal klimaevaluering data sier det samme.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation.
Les opprinnelige artikkelen.
om forfatteren
Kevin Trenberth er en Distinguished Senior Scientist ved National Center for Atmospheric Research. Han har vært sterkt engasjert i det mellomstatslige panelet for klimaendringer (og delte Nobels fredspris i 2007) og Verdens klimaforskningsprogram (WCRP). Han står for tiden for programmet Global Energy and Water Exchanges (GEWEX) under WCRP. Han har over 200 refereed journal artikler og over 460 publikasjoner og er en av de mest citerte forskere i geofysikk.
Opplysningserklæring: Kevin Trenberth mottar finansiering fra Institutt for energi og National Science Foundation.
Relaterte bøker:
