Zmiany w strukturalnym działaniu atmosferycznych rzek na amerykańskim wybrzeżu

Zmiany klimatyczne stopniowo zmieniają nasze planetarne warunki pogodowe, co przekłada się na redefinicję sposobu, w jaki działają zjawiska takie jak atmosferyczne rzeki. Nowe badania ujawniają, że te potężne fenomenty znane jako “rzeki w niebie” mogą przynieść zwiększone ryzyko powodzi przybrzeżnych, szczególnie w północnych regionach zachodniego wybrzeża USA. Jednocześnie ich wpływ w południowej Kalifornii może być zupełnie inny.

Badania nad atmosferycznymi rzekami i ich przyszłością

Dzięki zaawansowanym symulacjom komputerowym naukowcy z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) odkryli, jak te zjawiska bogate w wilgoć reagują na rosnące temperatury. Zgodnie z przewidywaniami, do roku 2100 atmosfera i ocean przy północno-zachodnim wybrzeżu USA mogą znacząco wzmocnić siłę atmosferycznych rzek. Może to prowadzić do ich trzykrotnie większego wpływu na poziom wód przybrzeżnych w porównaniu z dzisiejszymi warunkami, zakładając kontynuację wysokiej emisji gazów cieplarnianych.

Dr Christine Shields, naukowiec z NCAR oraz jedna z głównych autorek badania, wyjaśnia: „Na ziemi ludzie będą zauważać różnice w reakcjach między południowym wybrzeżem Kalifornii a północnym Pacyfiku. To nie jest uniwersalny scenariusz – poszczególne regiony mają swoje unikalne odpowiedzi na zmieniające się warunki.”

Znaczenie zaawansowanych modeli komputerowych

Do przeprowadzenia badań wykorzystano superkomputer Derecho w Ośrodku Superkomputacyjnym w Wyoming, który umożliwił symulowanie procesów atmosferycznych z dokładnością co 25 kilometrów oraz procesów oceanicznych co 10 kilometrów. Tak precyzyjne modelowanie pozwoliło na odtworzenie nawet takich zjawisk jak wiry oceaniczne, co umożliwiło uzyskanie najdokładniejszych wyników w historii.

Różne skutki dla różnych regionów

Najważniejszym odkryciem badaczy był wyraźny kontrast między wpływem atmosferycznych rzek na południową Kalifornię a północnym wybrzeżem Pacyfiku. W południowej Kalifornii dominującym zjawiskiem są atmosferyczne rzeki zwane „Pineapple Express”, które transportują wilgoć aż z Hawajów. Pod wpływem przyszłych zmian klimatycznych intensywność tych burz zwiększy się głównie przez podniesienie tempa parowania wód oceanicznych, co z kolei prowadzi do tymczasowego chłodzenia atmosfery oraz napędza siłę sztormów.

Natomiast atmosferyczne rzeki uderzające w północne wybrzeże, w tym północną Kalifornię i Pacyfik Północny, są bardziej narażone na ogólne ocieplenie atmosfery i oceanów. To prowadzi do silniejszych burz o większej intensywności, co z kolei powoduje gwałtowne i tymczasowe podwyższenie poziomu morza w rejonach przybrzeżnych. Różnice wynikają z faktu, że północne rzeki atmosferyczne są zwykle związane z mniej wilgotnym powietrzem z prądu strumieniowego polarnego i mają tendencję do bardziej krętego przebiegu, w porównaniu z prostszym torem „Pineapple Express”.

Skutki dla lokalnych społeczności

Dr Shields porównuje atmosferyczne rzeki do cyklonów tropikalnych, ponieważ niosą potężne wiatry i ogromne ilości wody, co może poważnie uszkodzić infrastrukturę lokalną. Dla społeczności nadbrzeżnych zrozumienie tych zmian jest kluczowe, aby móc przygotować się na przyszłe wyzwania. Rządzące nimi mechanizmy są bowiem zróżnicowane, wymagając dostosowanych działań adaptacyjnych w różnych częściach wybrzeża.

Słowniczek

Atmosferyczna rzeka

Wąski korytarz w atmosferze, w którym skoncentrowana jest wilgoć; transportuje ogromne ilości pary wodnej z tropików na wyższe szerokości geograficzne.

Pineapple Express

Specyficzny rodzaj atmosferycznej rzeki transportujący wilgoć z okolic Hawajów na zachodnie wybrzeże USA poprzez subtropikalny strumień powietrza.

Wysokość powierzchni morza

Wysokość powierzchni oceanu względem punktu odniesienia, która może być tymczasowo podniesiona przez silne wiatry wypychające wodę w kierunku lądu.

Sprawdź swoją wiedzę