根据 2024 年大西洋飓风预报,科学家们如何帮助加勒比社区适应变暖的世界

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为大西洋飓风季节做准备始终是加勒比海地区的首要任务,特别是在预报时 预计会有大量风暴, ,正如他们在 2024 年所做的那样。该地区近年来最具破坏性的风暴, 飓风玛丽亚, ,于 2017 年 9 月袭击,对波多黎各、多米尼加、圣路易斯造成了前所未有的破坏。克罗伊岛和其他岛屿。

玛丽亚杀死了 3000 多人 造成约960亿美元的损失. 。它摧毁了波多黎各的电力系统,使 150 万用户蒙在鼓里。 长达 328 天 – 美国最长的停电历史。这些中断对供水和通信系统等其他基础设施产生了连锁影响。

如今,加勒比地区正在经历新的气候相关挑战。由于长时间的极端炎热和潮湿的日子正在增加 海水加速变暖.

为了应对这些日益频繁和极端的天气事件,我在 2023 年与其他十几位研究人员合作组建了 加勒比气候适应网络. 。我们的目标是将科学家与美国的社区和政府机构联系起来。维尔京群岛和波多黎各,并提供科学信息,帮助他们准备和应对这些新出现的极端气候。

我是一个 沿海城市气候学家 和波多黎各人。启动这个网络对我个人来说非常重要。我希望它将巩固我们目前的伙伴关系,以便岛上领先的学术研究人员、弱势社区、政府机构和公用事业公司之间的长期合作,并成为覆盖整个加勒比地区的平台。

我们的使命是开发新的方法,将沿海城市环境表示为一个统一的系统,该系统以人为中心,将建筑和基础设施等人造系统与大气、生态系统和生态系统等自然系统相结合。海洋。所有这些因素都面临着气候变化的挑战。我们希望通过提供研究来支持脆弱社区,使他们能够更好地应对气候变化,并将他们带到谈判桌上,以便我们能够共同制定更好的解决方案。

美国国家海洋和大气管理局预测 2024 年大西洋飓风和热带风暴的数量将创历史新高。

向波多黎各的复苏学习

自玛丽亚袭击以来,波多黎各的电网变得更具弹性,但挑战仍然存在。自飓风过后,岛上超过 100 万客户经历了间歇性断电。2022 年 9 月, 飓风菲奥娜 – 一场强度弱得多的 1 级风暴 – 在波多黎各登陆并造成全岛停电。

波多黎各的电力系统脆弱,主要是因为其基础设施老化,而且该岛自然容易遭受全球变暖引发的极端事件的影响。尽管如此,当地公用事业公司在强化非常复杂的电力系统的各个方面都取得了重大进展, 从生成到分发. 。太阳能发电——特别是可以在电网停电期间为个人家庭和企业供电的小型屋顶装置——正在 发挥着重要作用 使系统更具弹性。

Aerial view of a big-box store roof covered with solar PV panels.
波多黎各卡瓜斯一家沃尔玛商店屋顶上的太阳能电池板。 沃尔玛/Flickr, 抄送

2023 年,我带领一组研究人员重建了飓风玛丽亚对波多黎各的影响。我们结合使用地球物理模型、电力和水网工程模型、损害报告审查和社会经济信息来展示拟议的飓风防备策略 将影响低收入社区.

我们了解到,保护所有社区成员的最有效策略是强化传输系统,以应对未来类似玛丽亚飓风事件的影响。这可能需要能够承受极高风力和土壤饱和度的新输电塔。它还可能包括通过掩埋电线等措施来限制暴露。我们没有研究这些解决方案的成本,但想必它们会很高。

此后,我们再次携手重建波多黎各过去的其他重大天气事件并收集新数据,重点是弹性电力基础设施和适应不断变化的气候。在这项工作中,我们在输电塔和电线上安装独特的传感器,同时观察这些输电资产周围的自然条件。这些设备连续测量塔上的机械应力以及输电线路在不同天气和需求条件(包括极端天气事件)下管理电力负载的能力。

通过重建过去的风暴、收集有关波多黎各基础设施健康状况的新数据以及使用机器学习算法,我们计划开发新的预测建模框架,该框架可以预测极端天气事件期间输电系统中断的风险。

为区域行动提供信息

近年来,我们的研究小组利用卫星观测发现,加勒比海表面温度每十年增加近 0.9 华氏度(0.5 摄氏度)——其中一些 地球上最快的海洋变暖. 。这种趋势对频繁而强烈的飓风风险有直接影响。

它还会影响陆地上的环境温度,包括驾驶极端高温条件。2023 年夏季,圣胡安市经历了长时间的热浪,高温指数超过 100 华氏度(38 摄氏度)。这个级别是 对大多数人来说被认为是不健康的.

高温警告和破纪录的气温迫使政府官员争先恐后地保护学生。公立学校迈出了史无前例的一步 全岛取消课程. 。这一事件表明了监测加勒比海洋状况并预测其对人类、基础设施和生态系统影响的重要性。

Two graphs show average daily heat indices in San Juan for 2000-2020 (left) andn summer 2023 (right).
波多黎各属热带气候,如左图所示。但在 2023 年夏季,高温指数反复飙升至危险水平,如右图所示。 豪尔赫·冈萨雷斯·克鲁兹, CC BY-ND

我和加勒比气候适应网络的同事相信我们的研究结果将可以推广到其他加勒比社区。我们的工作还可以为美国大陆沿海地区提供信息在哪里 关键基础设施严重暴露 和经常有暴风雨 对最弱势群体的打击最为严重.

我们希望我们与社区的合作将带来更广泛的教育和新的可操作的科学,从而指导气候适应决策和降低风险的投资。具体来说,我们的目标是制定战略,使岛屿基础设施更具弹性和适应性,以及保护社区和在炎热气候下保持正常感的保障措施。

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