Перша хуртовина 2015 з огляду на космос. NOAA / NASA, CC BY

На перший погляд, запитання, чи призведе глобальне потепління до більшої кількості снігу, може здатися дурним питанням, оскільки очевидно, якщо він стає досить теплим, снігу немає. Отже, люди, які заперечують зміни клімату, використовували недавні відвали снігу сумнів про потепління клімату від людських впливів. І все-таки вони не могли бути більше помилятися.

Щоб зрозуміти зв’язок, нам потрібно подивитися, які умови створюють для найважчих снігопадів. Потім ми можемо подивитися, як зміни клімату впливають на ті умови, особливо температури в атмосфері та океанах під час зими. Вивчення цих факторів показує, що в Північній Америці більше шансів на сильні снігові бурі, але тривалість снігового сезону вже скорочується через глобальне потепління.

Температури золотокрилих

Є приказка, що це може бути "занадто холодно, щоб сніг”! Звичайно, це міф, але він має основу насправді, оскільки атмосфера замерзає, коли дуже холодно. Це тому, що кількість вологи, яку може утримувати атмосфера, дуже сильно залежить від температури. У холодних умовах сніг, ймовірно, складається з дуже маленьких кристалів, а іноді дуже легкий і пухнастий і нагадує "алмазний пил".

Навпаки, найсильніші снігопади трапляються з температурою поверхні приблизно від 28 ° F до 32 ° F - трохи нижче точки замерзання. Звичайно, як тільки він стає набагато вище точки замерзання, сніг перетворюється на дощ. Таким чином, існує набір умов «Золотоверхи», які якраз підходять до супер сніжної бурі. І ці умови стають більш імовірними в середині зими через кліматичні зміни, спричинені людиною.

Фізика, що стоїть за цим явищем, керується а основний закон що говорить нам про те, що максимальна кількість вологи в атмосфері збільшується експоненціально з температурою - тобто чим тепліше атмосфера, тим більше вологи може утримувати повітря і, таким чином, тим більше потенціалу опадів.

У більшості умов на рівні моря діє правило, згідно з яким атмосфера може утримувати 4% більше вологи на один градус підвищення температури Фаренгейта. Деякі ускладнення виникають, коли вступає крижана фаза, але ми поки що відклали їх. Це означає велику різницю вологи через різницю температур: При температурі 50 ° F (10 ° C) ємність для утримання води вдвічі більша, ніж при температурі 32 ° F (0 ° C) та при 14 ° F (-10 ° C) ) значення лише 24%, що при 50 ° F.

Більше вологи

Насправді, ці відносини є основоположними для чому йде дощ (або сніги).

Коли повітряний пакет, що містить водяну пару, піднімається, він переходить у нижчий тиск, розширюється та охолоджується. У якийсь момент він більше не може утримувати стільки вологи, тому волога конденсується в хмару і в кінцевому підсумку утворює дощ або сніг. Підняття повітря відбувається в основному від штормів, особливо на теплих фронтах, коли тепле повітря переміщується над більш прохолодним чи холодним фронтами, оскільки холодне повітря проштовхується під тепліше повітря.

У всіх штормах основним джерелом опадів є волога, яка вже знаходиться в атмосфері на початку шторму. Ця волога, як водяна пара, збирається штормовими вітрами, заноситься в шторм, концентрується і осідає. Відповідно, якщо в навколишньому середовищі більше вологи, то дощ (або сніг) сильніше.

Як це відбувається, коли температури нижче морозу? Температура в діапазоні Золотинок приблизно від 28 ° F до 32 ° F, що супроводжується вологою, означає більше снігу: дійсно, кількість снігопаду при 32 ° F буде щонайменше вдвічі більшою, ніж при 14 ° F. Це може бути набагато більше, оскільки тепле вологе буйне повітря також може сприяти посиленню самої бурі.

Останні зимові бурі та зміни клімату

Екстра-тропічні бурі взимку формуються і розвиваються на перепадах температур, які найбільші між материками та сусідніми океанами.

Взимку холодне сухе повітря над Північною Америкою утворює різкий контраст із відносно теплим вологим повітрям над Гольфстрімом та Північною Атлантикою. Холодний фронт веде до південного спалаху холодного повітря, тоді як теплий фронт веде тепле вологе повітря, спрямовуючись на північ, коли він піднімається вгору і створює опади в межах шторму.

Навколишнє середовище, в якому утворюються всі бурі, зараз відрізняється, ніж це було лише років 30 або 40 через глобальне потепління. Зміни атмосферного складу внаслідок діяльності людини призвели до збільшення вуглекислого газу та інших парникових газів, що уловлюють теплову енергію, причому рівень вуглекислого газу збільшується більш ніж на 40%, оскільки приблизно на 1900 в основному відбувається спалювання викопного палива.

Отриманий результат дисбаланс енергії зігріває нашу планету. І понад 90% тепла відійшло в океани. На додаток до більш високого рівня моря - на понад 2.5 дюймів з моменту 1993 - глобальна температура поверхні моря (SST) зросла на 1 ° F приблизно з 1970. 

Тож пам’ять про глобальне потепління в основному знаходиться в Світовому океані. У середньому повітря над океанами тепліше на більш ніж 1 ° F і moister на 5% з моменту 1970 від глобального потепління. У Північній Атлантиці спостерігається додаткове потепління, і температура поверхневого моря перевищує 2 ° F вище середньої середньої величини 1981-2010 (що включає компонент глобального потепління) на величезному просторі, що простягається більше ніж на 1000 миль від узбережжя Північної Америки. (див. графіку вище). Деякі з цього додаткового тепла, можливо, виникли через відсутність активного урагану в Атлантиці минулого літа.

У лютому 5-6, 2010 сталася снігова "бомба", що призвело до того, що в той час іменувалося "Snowmaggedon", яке використовувалося декількома консервативними сенаторами для знущаються над глобальним потеплінням та Ель Горе. І все-таки була зима і було багато холодного континентального повітря. У потрібному місці була шторм. А в субтропічному Атлантичному океані були надзвичайно високі температури моря - до 3 ° F (1.5 ° C) вище норми - що призвело до надходження надзвичайної кількості вологи в шторм. І це призвело до виняткової кількості снігу в районі Вашингтона.

НАСА / NOAA

На початку цього року, між січнем 26-28, 2015, район, націлений на останню зимову бурю, який деякі називали Юноною, був трохи далі на північ. Буря, що розвивається, виявилася в правильному положенні, щоб потрапити на високу вологу над океаном і розвиватися, коли вона відчувала різкий контраст між континентом і відносно теплим океаном.

У деяких районах випало понад три фути снігу, у Новій Англії спостерігалися хуртовинні явища, а в прибережних регіонах відбувалися важкі моря та ерозія, пов'язані з високим рівнем моря, пов'язаним із глобальним потеплінням.

Якщо рухатися вперед, в середині зими зміна клімату означає, що снігопади збільшаться, оскільки атмосфера може утримувати на 4% більше вологи за кожне підвищення температури 1 ° F. Тож, поки воно не прогріється вище замерзання, результатом стає більше сміття снігу.

На противагу цьому на початку та в кінці зими він прогрівається достатньо, щоб швидше йшов дощ, тому загальний зимовий снігопад не збільшується. Спостереження за сніговим покривом для північної півкулі дійсно демонструють незначне збільшення в середині зими (грудень-лютий), але величезні втрати навесні (див. Малюнок снігового покриву вище.) Це все є частиною тенденції до значно сильніших опадів у США (див. рисунок нижче), особливо на північному сході.

Національна оцінка клімату США

По-іншому: потепління спричиняє більшу чи меншу кількість опадів, залежно від регіону, але це змінює баланс між снігом та дощем. Поки він тримається нижче замерзання, снігові відвали більше, але сніговий сезон скорочується на обох кінцях зими. Тому більше часу витрачається на дощі: лижникам у деяких регіонах приносять користь у середині зими, але зі скороченим гірськолижним сезоном.

Оскільки підвищена вологість у штормі може також зворотний зв'язок і посилювати саму бурю, зайвий сніг легко може бути замовлений 10% або більше від компонент зміни клімату.

Див також:

Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: Зміни опадів із зміною клімату. Кліматичні дослідження, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]

Відзначається різке збільшення в одноденні крайні опади в холодний сезон з жовтня по березень.

Національна оцінка клімату дані говорять те саме.

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда.
Читати оригінал статті.

Про автора

Кевін Тренберт - видатний старший науковий співробітник Національного центру атмосферних досліджень. Він активно брав участь у Міжурядовій групі з питань зміни клімату (поділив Нобелівську премію миру в 2007) та Всесвітній програмі досліджень клімату (WCRP). В даний час він очолює програму Глобальної енергетики та води (GEWEX) в рамках програми WCRP. Він має понад статті про рецензовані журнали 200 та понад публікації 460 і є одним з найбільш високо цитованих вчених з геофізики.

Заява про розкриття інформації: Кевін Тренберт отримує фінансування від Міністерства енергетики та Національного наукового фонду.

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon