なぜ歴史的にまれな嵐がこれほど多くカロライナ州を襲うのでしょうか?地理的にこれらの州は危険にさらされており、気候変動がサイコロに影響を及ぼしている

TheConversation

https://theconversation.com/why-are-so-many-historically-rare-storms-hitting-the-carolinas-geography-puts-these-states-at-risk-and-climate-change-is-loading-the-dice-240178

ハリケーン・ヘレンが引き起こした 致命的かつ破壊的な洪水 9月に南東部を襲ったとき。2024 年 26 ~ 29 日。ノースカロライナ州西部の広い範囲にわたって、 最悪の洪水が発生した, 、降雨量は、平均して1,000年に一度しか予想されないレベルを超えました。

しかし、ノースカロライナ州で今年初めて発生した1,000年に一度の暴風雨ではなかった。9月中旬、名前のないゆっくりとした嵐が発生 1フィート以上の降雨量をもたらした 大西洋岸に近い。この嵐により、次の地域が浸水しました。 デビーはすでに熱帯暴風雨でずぶ濡れになっていた 8月に。

として 大気科学者 そして 州の気候学者, 、私たちは、極端な現象が発生する可能性があるリスクを国民が理解することが重要であると考えています。気候変動によって嵐が発生し、嵐が引き起こされる条件が変化する場合、これは特に当てはまります。ここでは、科学者が嵐の確率を計算する方法と、1,000年に一度の嵐のような出来事が、場所によってはその用語が示すよりもはるかに頻繁に発生する理由を説明します。

Maps showing total rainfall from Hurricane Helene and areas in North Carolina and Virginia that received the heaviest rain.
ハリケーン ヘレンによる 72 時間のレーダーと雨量計に基づく推定降雨量 (右、インチ単位)、および年間超過確率 0.1% を超えた場所 (左)。 ラス・シューマッハ、コロラド州立大学

過去に基づいて未来を予測する

降雨の再発期間の推定値、つまり、特定の規模の嵐が発生するまでの平均期間は、次の情報から得られます。 私たち。米国海洋大気局, 、国立気象局の本拠地。NOAA は、これらの予測を、と呼ばれる一連のレポートで発表しています。 アトラス 14. 。建築家やエンジニアは、豪雨に耐えられるように建物、ダム、橋、その他の施設を設計するためにこれらを使用します。

この推定では、過去の降雨データを使用して、特定の場所でさまざまなサイズの暴風雨がどのくらいの頻度で発生するかを計算します。過去の降雨量観測が何十年にもわたって収集されている場所では、平均して年に 1 回か 2 回超過する降雨量を非常に高い信頼性で計算できます。

A large metal tube in a bracket in the middle of a field.
全米の気象観測所1 世紀以上にわたり、8 インチの標準雨量計を使用して地域の降雨量を測定してきました。上部の漏斗は雨を内側のチューブに導き、内側のチューブにはちょうど 2 インチの水が入ります。内側のチューブが満たされると、水が外側のチューブに溢れ、外側のチューブには 20 インチの水を保持できます。 国立気象局

次に、専門家は統計的手法を使用して、より大きな雨がどのくらいの頻度で発生するかを推定します。金額が大きくなるにつれて、計算の精度は低くなります。しかし、非常にまれな降雨現象を合理的に推定することは依然として可能です。

結果は、特定の年に特定の場所に特定の量の雨が降る平均確率です。24 時間以内に 6 インチ (15 センチメートル) の雨を降らせる嵐が、どの年でも発生する確率が 1% である場合、そのような嵐は 100 年に 1 回発生すると予想されるため、その再発周期は 100 年であると言われています。年。特定の年に発生する確率が 0.1% のイベントは、平均して 1,000 年に 1 回発生すると予想されるため、それは 1,000 年イベントと呼ばれます。

「一度やれば終わり」ではない

100年に一度の出来事や1,000年に一度の出来事といった言葉の問題は、多くの人がその言葉を聞いて、その規模の嵐はあと99年か999年は起こらないはずだという意味だと思っていることだ。それは合理的な結論ですが、間違っています。それぞれの嵐は個別の出来事であるため、ある嵐が異常に大きくなったからといって、1 年後に別の嵐が発生する可能性も同様に超えられないというわけではありません。

サイコロを振っていると想像してください。6 のペアを投げる確率は低いです。 36 分の 1, 、3%弱です。しかし、もう一度サイコロを振っても、オッズは変わりません。そのロールの確率は、前のものと同じです。

暴風雨の発生確率をより正確に伝える方法は、年間超過確率、つまり特定の規模の暴風雨が 1 年に発生する可能性について考えることです。1,000年に一度の嵐は、どの年にも0.1%の確率で発生し、翌年も再来年も同じ確率で発生します。

U.S. map with locations of heavy rain events, including a large cluster in the Carolinas.
2002 年から 2023 年まで、1,000 年に一度の 72 時間降雨現象が発生した米国本土の場所。米国北西部では最近まで NOAA Atlas 14 が利用できなかったため、この地域ではポイントが表示されません。 ラス・シューマッハ, CCBY-ND

アメリカ以来大きな国なので、毎年 0.1% の確率で暴風雨が何度も発生することが予想されます。このような嵐が特定の場所で発生する可能性は非常に低いですが、どこかで発生する可能性はかなり高くなります。

言い換えれば、あなたの住んでいる場所で1,000年に一度の嵐が起こる可能性は低いとしても、この国のどこかで毎年1,000年に一度の嵐が起こる可能性は高いということです。

地域ごとに異なる種類の嵐が発生する

現実の世界では、実際の暴風雨はランダムに分布するわけではありません。それらは、雷雨やハリケーンなどの大気のプロセスの結果です。 地域的および地域的な気候パターン. 。したがって、実際の 1,000 年に一度の暴風雨の地図には、東海岸に沿ってハリケーンを反映したクラスターが示され、西海岸に沿って大気中の河川が存在し、雷雨複合体が見られます。 雷雨システムが形成されるグレートプレーンズ.

嵐の種類は持続時間が異なるため重要です。まれに起こる 1 時間の極端な降雨現象のほとんどは雷雨に関連していますが、48 時間または 72 時間続く降雨現象はハリケーンまたはその残骸によって引き起こされることがよくあります。

Map of the U.S. Atlantic Coast with hurricane return periods ranging from five to 50 years.
この地図は、2018 年までのあらゆるサイズのハリケーンの再来期間を示しています。帰還期間が最も長い地域は、ノースカロライナ州沿岸部、南フロリダ州、ルイジアナ州南東部で、約 5 ~ 7 年ごとです。この地図には 2018 年以降の気候変動の影響は反映されていません。 NOAA

ノースカロライナ州とサウスカロライナ州はハリケーンや熱帯暴風雨の影響を頻繁に受けており、近年、極端な降雨現象が数多く発生している。それらには以下が含まれます 2015 年 10 月の記録的な暴風雨 サウスカロライナ州。 ハリケーン・マシュー 2016年に。 ハリケーン フローレンス 2018年に。 前述の名前のない嵐 2024年9月。そして今度はハリケーン・ヘレン。

実際、2002 年以来、米国の 3 つの最も広い地域に1,000年規模の雨を降らせた嵐はすべてカロライナ州を襲った。2015 年 10 月の嵐、フローレンスとヘレン。

天気ダイスのロード

歴史的にも統計的にも極めて稀であるはずの嵐が、なぜわずか数年の間にこれほど多くの嵐がカロライナ州を襲ったのでしょうか?主な理由は 2 つあり、それぞれが関連しています。

まず、まれな事象の確率を推定するには、ますます大量のデータが必要になります。NOAA のアトラス 14 がカロライナ州に関して最後に更新されたのは 2006 年で、その計算では 2000 年までのデータのみが使用されました。

より多くの嵐が発生し、より多くのデータが収集されると、推定値はより確実になります。信頼できる降水量の測定が約 100 年前までしか遡らないことを考えると、カロライナ州でこれほどの量の雨が降る本当の確率は、 過小評価されていたかもしれない 今まで。

第二に、これらの統計は気候が変化していないことを前提としていますが、私たちは気候が変化していることを知っています。特に海岸に近い地域では大雨が頻繁に降ります。 人為的気候変動の結果として増加. 。空気が暖かいとより多くの水分を保持でき、海洋が暖かいとその水分が大雨の燃料として供給されます。

その結果、気候変動により、これまで極めてまれだった暴風雨が発生するようになりました。 やや可能性が高い. 。カロライナ州は近年、特に不運に見舞われたかもしれないが、豪雨への備えも厳しくなり、この傾向は緊急事態への備えと復興に大きな課題をもたらしている。

NOAAは現在開発中です アトラス 15, これにより、現在の推定値がより最近のデータで更新され、気候変動の影響が組み込まれます。同庁はまた、「 予想最大降水量, 、これは、ある場所で発生する可能性のある最悪の降雨量の推定値です。

エンジニアはこれらの推定値を使用して、現場での最悪のシナリオの降雨によって発生する洪水に耐えることができるダムなどの大規模な重要施設を設計します。ノースカロライナ州は、フローレンスやヘレンのようなより多くのイベントに対応するための交通インフラを計画することが急務であるため、独自バージョンのアトラス 15 を開発しました。

これらの更新により、次の目的で使用できる情報が提供されます。 より良い計画と意思決定. 。それでも、極端な降雨は依然として大きな危険であり、米国の多くの地域に重大な影響を与えるだろう。コミュニティ。

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