Hawaiis Klimazukunft:Trockene Regionen werden durch die globale Erwärmung immer trockener, was die Brandgefahr erhöht

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Die Inseln Hawaiis sind weltweit für ihr allgemein angenehmes und ruhiges Wetter bekannt.Allerdings ist die Aug.8. Februar 2023, Waldbrand-Tragödie auf Maui war eine deutliche Erinnerung daran, dass es auf Hawaii auch Dürre und heißes, trockenes und windiges Wetter geben kann, was die Bedingungen für zerstörerische Brände schafft.

Hawaii hat allgemein gesehen steigender Trend in Höhe von Land, das brennt jedes Jahr als Das lokale Klima erwärmt sich.Der Klimawandel war einer von mehreren Mitwirkenden Aufgrund der Waldbrandkatastrophe auf Maui wird erwartet, dass steigende Temperaturen und die damit verbundenen Niederschlagsänderungen das Brandrisiko auf den Inseln erhöhen werden.Diese sich ändernden Wettermuster werden sich auch auf Hawaiis Ökosysteme und Süßwasserressourcen auswirken.

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Ich bin Meteorologe an der Universität von Hawaii, und ich habe mit Kollegen zusammengearbeitet, um anspruchsvolle Lösungen zu entwickeln Computer-Klimasimulationen Das Projizieren Sie lokale Niederschlagsänderungen im 21. Jahrhundert.

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die trockenen Regionen Hawaiis mit der Erwärmung des Planeten immer trockener werden, was die Brandgefahr erhöht.Gleichzeitig werden seine Nassbereiche feuchter.

A photo of a field with bunches of dry grasses and a mountain in the background. — In trockenen Gebieten können trockene Grasfelder, wie diese in der Nähe von Waimea auf der Big Island von Hawaii, an einem windigen Tag schnell einen Flächenbrand ausbreiten. AP Foto/Caleb Jones

Photo of a farm landscape with wet taro fields and mountains shrouded with clouds in the background. — Abflüsse durch häufige Regenfälle in den Bergen halten die Taro-Felder auf Kauai feucht, aber Überschwemmungen durch starken Regen können Schlamm anschwemmen und die kulturell wichtige Ernte schädigen. auf G.Fuller/VW Pics/Universal Images Group über Getty Images

Der trockenere Teile des Staates Insbesondere haben Grund, sich darüber Sorgen zu machen Zukunft des Süßwassers Verfügbar für Wohn-, Gewerbe- und Landwirtschaftszwecke.Darüber hinaus wird erwartet, dass sich Änderungen der Niederschlagsmenge auf die Lage auswirken werden Verbreitung von Pflanzen in Hawaii, wodurch einige einzigartige einheimische Arten geschädigt werden wie zum Beispiel Silberschwert und einige erhöhen invasive Grasarten die die Brandgefahr erhöhen.

Im Regenschatten nimmt die durchschnittliche Niederschlagsmenge stark ab

Auf Hawaii gibt es zwar einige der regenreichsten Orte der Erde, es gibt aber auch Regionen, in denen es wenig regnet.

Die sehr steilen Berge auf jeder der Hauptinseln Hawaiis blockieren die vorherrschenden Nordostpassatwinde.Dies führt zu reichlich Regen an den windzugewandten Hängen und zu trockenen „Regenschatten“ in den Leebereichen.Die Touristengemeinden an der Westküste von Maui, darunter auch Lahaina, liegen in einem dieser Regenschatten.

Two maps show how closely the computer model represents observed rainfall in Hawaii. — Die obere Karte zeigt die langjährige durchschnittliche Niederschlagsmenge, die in Hawaii beobachtet wurde.Die untere Karte zeigt das Ergebnis der Computersimulation und zeigt, wie genau die Regenschatten wiedergegeben werden. Angepasst von Zhang et al., Journal of Climate, American Meteorological Society

Hawaii zeichnet sich durch außergewöhnlich starke Abstufungen der durchschnittlichen Niederschlagsmengen über sehr kurze Distanzen aus.Der Gipfel des Mt.Waialeale im Zentrum von Kauai, bekannt als einer der regenreichsten Orte der Erde, Es fallen durchschnittlich etwa 450 Zoll Regen pro Jahr.Die Stadt Kehaka, 15 Meilen südwestlich und im Regenschatten, erhält weniger als 20 Zoll pro Jahr durchschnittlich.

Diese starken Unterschiede über kurze Entfernungen haben die Prognose des zukünftigen Klimawandels auf Hawaii zu einer besonders gewaltigen Herausforderung gemacht.

Computer Modelle zur Vorhersage des zukünftigen Klimas Nähern Sie den atmosphärischen Wind, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit an diskreten Punkten in einem regelmäßigen Gitter.Der horizontale Abstand zwischen Gitterpunkten in globalen Klimamodellen beträgt typischerweise 20 Meilen oder mehr.Um das ins rechte Licht zu rücken: Maui ist einfach nur 26 Meilen mal 48 Meilen in seiner breitesten Form.

Vorhersage des sich ändernden Klimas auf Hawaii

Wir haben ein Modell erstellt, das zoomt auf Hawaii heran und ist in der Lage, diese Variationen, einschließlich des Regenschatteneffekts, zu erfassen.

Mit diesem Modell haben wir simulierte das hawaiianische Klima am Ende des 21. Jahrhunderts in einem Szenario, in dem die globalen Treibhausgasemissionen durch menschliche Aktivitäten weiterhin mit einer Geschwindigkeit ausstoßen, die zu einem globalen Temperaturanstieg von etwa 4 Grad Fahrenheit (2,2 °C) führt.Ein solches Szenario ist durchaus plausibel und erfordert sogar eine deutliche Reduzierung der aktuellen Emissionsraten, geht aber immer noch weit über das international vereinbarte Maß hinaus Ziel, die globale Erwärmung unter 3,6 F (2 C) zu halten im Vergleich zum vorindustriellen Niveau.

Wir haben festgestellt, dass in den feuchten Luvgebieten Hawaiis die Niederschläge voraussichtlich deutlich zunehmen werden.Dazu gehören immer häufigere extreme Regenfälle.Andererseits wird erwartet, dass die Niederschlagsmenge in weiten Teilen der Regenschattenregionen erheblich zurückgehen wird.

A Map shows rainfall rates increasing significantly in already wet areas and decreasing in already dry areas, by 40% in some areas. — Die im Computermodell simulierte Änderung der durchschnittlichen Niederschlagsmengen, die voraussichtlich im Laufe des 21. Jahrhunderts auftreten wird.Diese Veränderungen werden als Prozentsatz der aktuellen Niederschlagsmengen an jedem Standort ausgedrückt. Angepasst von Zhang et al., Journal of Climate, American Meteorological Society

Dieser allgemeine Trend „Nass wird nasser und trocken wird trockener“. findet sich im Allgemeinen in globalen Modellprojektionen der Klimaerwärmung.Unser Computermodell zeigt, dass dies auch für die für Hawaii relevanten Niederschlagsabstufungen über die sehr kurzen Distanzen gilt.

Der Aspekt „Trocken wird trockener“ ist besonders wichtig für die Formulierung von Hawaiis Plänen zur Anpassung an den Klimawandel.Der Boden in bereits trockenen Regionen kann noch trockener werden, wenn die Niederschläge abnehmen und wärmere Luft die Verdunstung von der Oberfläche verstärkt.Dazu gehören Mauis hochentwickelte Westküste und bis vor Kurzem landwirtschaftlich genutzte Gebiete waren die Heimat großer Zuckerrohrfarmen.

Entwicklung besserer Prognosen zur Vorbereitung

Die Niederschlagsmengen schwanken weiterhin von Jahr zu Jahr.Es ist tatsächlich bekannt, dass es in Hawaii Niederschläge gibt ziemlich starke Schwankungen von Jahr zu Jahr und sogar von Jahrzehnt zu Jahrzehnt, zum großen Teil auf die Einflüsse von zurückzuführen El Niño und die Pazifische dekadische Schwingung, beides natürliche Klimamuster.Es wird erwartet, dass solche natürlichen Schwankungen mit dem jahrhundertelangen Trend zu trockeneren oder feuchteren Bedingungen einhergehen.

Die Simulation von Niederschlägen in Klimamodellen birgt immer noch viele Unsicherheiten, und es gibt besondere Herausforderungen bei der Darstellung der feinen geografischen Details des Regens in Hawaii.Ein anderer mit einem anderen Ansatz studieren lieferte Ergebnisse, die im Großen und Ganzen mit unseren übereinstimmen, prognostiziert jedoch einen insgesamt stärkeren Trocknungstrend auf den Inseln.

Während weitere Forschung dazu beitragen dürfte, die Unsicherheiten bei Klimaprognosen zu verringern, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Hawaii sich langfristig auf extremere Bedingungen, einschließlich eines erhöhten Risikos von Waldbränden, vorbereiten muss.

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