Почему на Каролину обрушивается так много исторически редких штормов?География подвергает эти штаты риску, а изменение климата ставит под угрозу 

Ураган Хелен вызвал смертоносное и разрушительное наводнение когда он пронесся по юго-востоку в сентябре.26-29, 2024.На обширной территории западной части Северной Каролины, где произошло самое сильное наводнение, количество осадков превысило ожидаемый уровень в среднем только один раз в 1000 лет.

Но это был не первый ливень в Северной Каролине в этом году за 1000 лет.В середине сентября безымянный медленный шторм. выпало более фута осадков ближе к побережью Атлантического океана.Этот шторм затопил районы, которые уже был залит тропическим штормом Дебби в августе.

Как ученые-атмосферники и государственные климатологи, мы считаем, что важно, чтобы общественность понимала риск возникновения экстремальных событий.Это особенно верно, поскольку изменение климата меняет условия, которые создают и питают штормы.Вот как ученые рассчитывают вероятность штормов и почему такие события, как 1000-летний шторм, могут происходить в некоторых местах гораздо чаще, чем предполагает этот термин.

Прогнозирование будущего на основе прошлого

Оценки периодов повторения осадков – сколько времени в среднем будет между ураганами заданного размера – взяты из НАС.Национальное управление океанических и атмосферных исследований, дом Национальной метеорологической службы.NOAA публикует эти прогнозы в серии отчетов под названием Атлас 14.Архитекторы и инженеры используют их для проектирования зданий, плотин, мостов и других объектов, способных противостоять сильным дождям.

В оценках используются данные о прошлых осадках для расчета того, как часто в определенных местах случаются ливни различной силы.В местах, где исторические наблюдения за количеством осадков собирались на протяжении десятилетий, можно с очень высокой степенью достоверности подсчитать количество осадков, которое превышается в среднем один или два раза в год.

Затем эксперты используют статистические методы, чтобы оценить, как часто будет выпадать большее количество осадков.По мере увеличения сумм расчеты становятся менее точными.Но все же возможно сделать разумные оценки очень редких дождей.

Результатом являются средние вероятности того, что определенное количество дождя выпадет в данном месте в любой данный год.Если вероятность того, что шторм выпадет 6 дюймов (15 см) дождя в течение 24 часов, в любом году составляет 1%, то мы ожидаем, что такой шторм случается один раз в 100 лет, поэтому период его повторяемости считается равным 100. годы.Можно ожидать, что событие с вероятностью 0,1% произойдет в любой конкретный год в среднем один раз в 1000 лет, поэтому его называют событием, происходящим раз в 1000 лет.

Это не «раз и готово»

Проблема с такими терминами, как 100-летнее событие или 1000-летнее событие, заключается в том, что многие люди, слыша их, предполагают, что они означают, что еще один шторм такого размера не должен произойти в течение следующих 99 или 999 лет.Это разумный вывод, но он неверен.Каждый шторм — это индивидуальное событие, поэтому тот факт, что один шторм становится необычайно сильным, не означает, что следующий шторм год спустя также не может превзойти шансы.

Представьте, что вы бросаете пару игральных костей.Шансы на то, что выпадет пара шестерок, невелики – всего лишь 1 из 36, или чуть менее 3%.Но если вы бросите кости еще раз, шансы не изменятся — они для этого броска такие же, как и для предыдущего.

Более точный способ сообщить о вероятности шторма — подумать о годовой вероятности превышения — вероятности того, что ливень заданного размера может произойти в любой отдельный год.Вероятность возникновения 1000-летнего шторма в любом году составляет 0,1%, и такая же вероятность повторится в следующем году и через год.

Поскольку СШАПоскольку это большая страна, мы должны ожидать, что каждый год будет наблюдаться несколько ливней с вероятностью 0,1%.Вероятность того, что такой шторм произойдет в каком-либо конкретном месте, чрезвычайно мала, но вероятность того, что он произойдет где-то, становится немного выше.

Другими словами, даже если вы вряд ли столкнетесь с 1000-летним штормом в вашем регионе, вероятно, где-то в стране каждый год будут происходить 1000-летние штормы.

В разных регионах наблюдаются разные виды штормов

В реальном мире настоящие ливни не распределяются случайным образом;они являются результатом атмосферных процессов, таких как грозы и ураганы, которые производятся местные и региональные климатические особенности.Таким образом, на карте реальных 1000-летних ливней будут показаны кластеры, отражающие ураганы вдоль восточного побережья, атмосферные реки вдоль западного побережья и грозовые комплексы в Великие равнины, где формируются грозовые системы.

Типы штормов имеют значение, поскольку они имеют разную продолжительность.Почти все редкие экстремальные дожди продолжительностью 1 час связаны с грозами, а те, что длятся 48 или 72 часа, часто вызваны ураганами или их остатками.

В Северной Каролине и Южной Каролине, которые часто страдают от ураганов и тропических штормов, в последние годы наблюдалось множество экстремальных дождей.Они включают в себя рекордные ливни в октябре 2015 года в Южной Каролине; Ураган Мэтью в 2016 году; Ураган Флоренция в 2018 году; вышеупомянутый безымянный шторм в сентябре 2024 г.;а теперь ураган Хелен.

Фактически, с 2002 года три США.Штормы, выпавшие на крупнейших территориях ливней, достигавших 1000-летнего масштаба, обрушились на Каролину:шторм в октябре 2015 года, Флоренс и Элен.

Загрузка кубика погоды

Почему всего за несколько лет на Каролину обрушилось так много штормов, которые с исторической и статистической точки зрения должны быть чрезвычайно редкими?Есть две основные причины, которые связаны между собой.

Во-первых, оценка вероятности редких событий требует все больших объемов данных.Атлас 14 NOAA в последний раз обновлялся для Каролины в 2006 году, и в этих расчетах использовались данные только до 2000 года.

По мере того, как происходит больше штормов и собирается больше данных, оценки становятся более надежными.Учитывая, что надежные измерения количества осадков проводятся всего лишь около 100 лет назад, истинная вероятность такого сильного дождя в Каролинах возможно, был недооценен до сих пор.

Во-вторых, эта статистика предполагает, что климат не меняется, но мы знаем, что это так.Частота сильных дождей особенно высока в прибрежных регионах. увеличилось в результате антропогенного изменения климата.Более теплый воздух может удерживать больше влаги, а более теплые океаны обеспечивают эту влагу в качестве топлива для сильных дождей.

В результате изменение климата приводит к ливням, которые сейчас были крайне редки. несколько более вероятно.Хотя Каролинам, возможно, особенно не повезло в последние годы, кости также становятся склонны к более сильным дождям – тенденция, которая создает серьезные проблемы для готовности к чрезвычайным ситуациям и восстановления.

НОАА в настоящее время разрабатывает Атлас 15, который обновит текущие оценки более свежими данными и будет учитывать последствия изменения климата.Агентство также планирует модернизировать свои оценки связанного количества, известного как вероятный максимум осадков, который представляет собой оценку наихудшего количества осадков, которые могут произойти в данном месте.

Инженеры используют эти оценки для проектирования крупных критически важных объектов, таких как плотины, которые смогут выдержать наводнение, которое может произойти при наихудшем сценарии выпадения осадков на их объектах.Северная Каролина разработала свою собственную версию Атласа 15 в связи с острой необходимостью спланировать транспортную инфраструктуру для проведения большего количества мероприятий, таких как Флоренция и Хелен.

Эти обновления предоставят информацию, которую можно будет использовать для лучшее планирование и принятие решений.Несмотря на это, экстремальные осадки по-прежнему будут представлять собой серьезную опасность, оказывая значительное воздействие на многие территории США.сообщества.