极端事件是什么?

极端的气候和天气事件被定义为不寻常的和罕见的事件。他们是如此强烈或他们得到特别提及的。热浪、极端降雨、洪水、暴风雨、台风、飓风、龙卷风、热带气旋、雹暴,风暴潮,干旱和森林大火极端事件(图1)。

极端事件是重要的,因为他们经常造成损害,自然和人。极端事件可能造成的损害成本个人、企业和政府很多钱。例如,在2019年的10月加州大火(美国)造成250亿美元的损失(1]。极端事件也导致健康问题,甚至可以引起人和动物的死亡。然而,并非所有的极端事件带来损害,和一些能带来好的变化。例如,一些极端降雨事件在加州给该地区带来宝贵的水供应。我们不能阻止极端事件的发生,但我们可以准备和保护自己,并学习如何更好地利用它们。

许多极端天气和气候自然发生,但是气候变化做改变,和一些极端事件的发生频率,以及强大的这些事件。一些极端事件已经发生的更频繁,更强烈,并将继续恶化。

类型的气候和极端天气

我们大多数人都经历过至少一种类型的气候和天气极端,和我们中的一些人经历了很多。类型的像热带气旋风暴,龙卷风、雹暴,风暴潮是众所周知的极端事件(图1 g, i, j)。这些风暴可能会很激烈,经常做很多伤害。另一组与洪水、极端,包括极端降雨和大气河流天空中,或“河流”(图1 h)。极端事件还包括干旱(图1一个)、热浪和coldwaves。热浪是常见的和发生在地球的许多地区,包括海洋!野火也极端事件(图1 b, k)。森林火灾有很多名字:森林火灾,草火灾、泥炭火灾、山火、山火灾。虽然他们可以是非常危险的,野火也自然环境的一部分,需要保持健康生态系统。

风暴:它们如何形成以及他们的未来

空气,水,和热的三个主要成分使天气。根据这些成分的组合,不同类型的天气形式和一些可以创建风暴。大气中上升气流(热空气向上移动)创建云的小水滴。云走高时,水滴会冷,形成冰晶。manbetxapp在线登录随着粒子变得越来manbetxapp在线登录越大、越来越重,他们开始下降如雪或雨。

雷暴和闪电风暴、雷电和冰雹。冬天,寒冷的气温与强风可以创建暴风雪(暴风雪)。一些非常大的和强烈的风暴,台风,飓风,或气旋(在不同地区不同的名称),可以形成海洋。这些风暴可以高达200公里宽,可以导致海水泛滥到接近海岸时的土地。这就是所谓的风暴潮。龙卷风是旋转的空气柱宽约150米,链接云在地上,他们有时速100至500公里(比汽车更快)!

一些风暴是很罕见的,只有在非常特殊的条件下发展。然而,随着地球气候的变暖,风暴预计将发生更多,他们会更强(2]。变暖的空气更不稳定,更有风和上升气流,创造更强大的暴风雨,龙卷风和暴风雪。海洋也变暖,额外的热量可以燃料大气旋,它可以创建更极端风暴潮在沿海地区。

大气河流和极端降雨

远离赤道的热带地区,有风暴称为extra-tropical气旋。这些热带气旋传输热量和水分离开。这些风暴变得极端时捡起大量的水分。所有这些水分可以很长的距离(2000多公里)在狭窄的走廊(< 500公里),可以旅行到南极和北极地区。科学家命名这些水分大气河流的长走廊,因为他们就像河流在天空3]。一个典型大气河流可以携带两倍多的流动亚马逊河!

随着大气河流上升高到空气中,他们变得更冷,形成云。迅速发生,特别是当大气河流冲击海岸或山脉,和水分转变为强烈的雨或雪3]。虽然雨是地球水循环的重要组成部分,极端降雨会导致太多的水在太短的时间内。我们称之为降雨“暴力”当地面接收到超过5厘米的水在1 h。一天最极端降水的发生在洛杉矶团聚,在南印度洋一个岛屿,1.8在降雨量的气旋丹尼斯在1966年超过2天。极端降雨带来严重威胁人类健康,环境,和我们的经济。影响包括洪水、山体滑坡、破坏建筑物和农田,牲畜,和损害的损失增加土壤侵蚀的土地和森林。

热浪和干旱

热浪通常定义为时候温度远高于预期在连续几天。热浪可能发生33“西伯利亚到印度。热浪发生的原因有很多,包括一些像反气旋天气模式(也称为“高点”),如厄尔尼诺现象和气候模式。气候变化也影响热浪。我们知道地球变暖由于气候变化越多,更多的热浪,我们将体验,这些热浪将变长了,热4]。热浪像2019年7月的欧洲热浪现在可能发生100倍,由于气候变化。

干旱发生在低水的可用性在几个月或更长时间。尽管干旱发生在不同的时间尺度和原因不同,干旱和热浪是有联系的。干旱期间,我们更有可能体验热浪因为干旱气候变暖。热浪发生时,热量会增加水分蒸发的速度从植被和土地,增加干旱的严重程度。

了解气候变化影响干旱比较困难比在热浪。降雨量下降可能是由于不同的气候模式。因为自然的变化这些模式,很难探测到一个长期的降雨量的变化。然而,一些天气模式,通常带来降雨正由于气候变化,这可以增加在这些地区干旱的可能性。

森林大火

火是一种自然和世界各地的许多生态系统的重要组成部分。火是需要重新生成和维护健康的森林和草原。然而,野火也可以做很大的损害,摧毁房屋,杀人,从吸烟,导致呼吸疾病和影响生态系统,尤其是fire-sensitive物种和社区。地球气候变化增加野火风险通过热,干了植被,使它更易燃。火灾季节开始在今年早些时候和持久。

野火发生更频繁和燃烧的更大的地区在世界许多地区,如亚马逊地区、澳大利亚、西伯利亚和北美,但它并不总是很容易确定多少野火活动增加是由于气候变化。其他因素,比如森林砍伐、农业扩张,和短期天气和气候条件的变化,也可以对消防活动有很大的影响。然而,气候变化之间的联系和最近增加的野火燃烧和区域已被证明在澳大利亚和北美(5,6]。在澳大利亚2019/20的黑人夏季森林火灾规模是空前的,力量,和影响。区域燃烧包括热带雨林地区,通常不会有森林大火7]。

更严重的火灾可能发生在一个炎热干燥的世界里,增加森林火灾的风险地区火灾之前并不常见。大火导致更多的火灾,因为大火释放大量的二氧化碳到大气中,进一步增加全球变暖和气候变化放大。

未来极端气候看起来像什么?

气候变化是增加了频率、严重程度和一些极端事件的影响。世界平均已经上升了1.1°C自1800年代末。因为地球的气候变化,我们可以预期热热浪、干旱干旱、强风暴和更极端降雨(图2)。

温暖和湿润的气氛可以持有更多更多的水温度每升高一摄氏度为约7%。大气中多余的热量和水意味着有更多的能量风暴,产生强烈的降雨。结果,我们预计未来更强烈的降雨,洪水和增加等结构的破坏建筑物和道路。气候变化也会增加沿海洪水的风险由于更高的海平面和更多的风暴。

一些极端事件已经受到气候变化的影响。大火现在更危险和火灾季节延长。气候变化也已经增加热浪发生的频率。如果我们想要保护我们自己和我们的星球的未来充满了更多的极端事件,世界各国政府必须计划迅速停止森林砍伐和燃烧煤炭、石油和天然气。这些活动一直在推动气候变化在过去的一个世纪里,导致极端事件的风险增加。世界必须齐心协力创造未来的极端事件,他们造成的破坏,保持相对少见。

作者的注意

使用的信用和照片的来源图1是(一)纳公司,路透社;(b)大卫·彼得森,美国海军研究实验室;(c)维多利亚Druetta;(d)Beboy上面;(e)北卡罗来纳州点和美国点;(f)《卫报》;(g)美国国家航空航天局/ NOAA项目;(h)NOAA NESDIS;(我)恩里克·迪亚兹,盖蒂图片社;(j)杰森Persoff,除;和(k)大卫灰色,盖蒂图片社。

术语表

气候:↑多年来天气的模式。气候包括诸如云、温度、风、湿度、雪、雨。气候就像天气但在很长一段时间。

天气:↑一个具体的事件,像一个炎热的一天或一个风暴,发生在几小时,几天,或数周。每天的天气变化。

极端事件:↑不寻常的,罕见的天气和气候事件特别紧张或发生意想不到的位置。

气候变化:↑在过去的150年,人类活动释放的气体被困在地球上更多的热量比过去,导致气温升高,冰川融化,海平面上升。

大气河流:↑长,狭窄的走廊强劲水平水分在空气中流动。大气河流通常带来强降雨或降雪。

生态系统:↑生物群落生物和非生物的事情(和他们的相互作用)的一个区域。

自然的变化:↑气候变化引起的非人的力量。例如,太阳的变化,火山爆发,自然气候变化和气候模式相互作用导致。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

本文致力于丽贝卡·哈里斯博士和她的工作。丽贝卡是一个杰出的和鼓舞人心的科学家和他的同事,他很不幸的是在2021年12月去世了。她不知疲倦地工作在适应气候风险和解决方案,共创美好未来。除了承认丽贝卡和她的生活对气候科学领域的贡献,我们要感谢许多其他世界各地的气候和地球科学家,热爱我们的地球,使理解气候变化及其影响成为可能。这项工作将在一起许多结果从这个大型研究社区。我们也给年轻的评论家大谢谢你的时间和精力;他们致力于提高科学素养的价值。我和SP-K承认支持弧卓越中心的极端气候(CE170100023)。IG FCT / mct感谢支持CESAM [UIDP(选答)/ 500017/2020)和项目ATLACE (CIRCNA / CAC / 0273/2019)通过国家基金。SP-K承认澳大利亚研究委员会资助的资金FT170100106数量。

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引用

[1]↑国家科学学院、工程和医学》2016。归因在气候变化背景下的极端天气事件(报告)。华盛顿特区:美国国家科学院出版社。

[2]↑史蒂芬,W。院长,。,和Rice, M. 2019.天气狂野:2018年气候Change-Fuelled极端天气。悉尼,澳大利亚新南威尔士州:气候委员会报告。

[3]↑拉尔夫,f M。,Rutz, J. J., Cordeira, J. M., Dettinger, M., Anderson, M., Reynolds, D., et al. 2019. A scale to characterize the strength and impacts of atmospheric rivers,公牛。点。Meteorol。Soc。100:269 - 89。doi: 10.1175 / bams - d - 18 - 0023.1

[4]↑史蒂芬,W。,Hughes, L., and Perkins, S. 2014.热浪:热,更长,更频繁。悉尼,澳大利亚新南威尔士州:气候委员会报告。

[5]↑Abatzoglou, j . T。,和Williams, A. P. 2016. Impact of anthropogenic climate change on wildfire across western US forests.Proc。国家的。学会科学。美国113:11770-5。doi: 10.1073 / pnas.1607171113

[6]↑亚伯兰:J。,Henley, B. J., Sen Gupta, A., Lippmann, T. J., Clarke, H., Sharples, J. J., et al. 2021. Connections of climate change and variability to large and extreme forest fires in southeast Australia.Commun。地球环境。2:8。doi: 10.1038 / s43247 - 020 - 00065 - 8

[7]↑Canadell j·G。迈耶,c·P。,厨师,g D。懒散的,。,Briggs, P. R., Knauer, J., et al. 2021. Multi-decadal increase of forest burned area in Australia is linked to climate change.Commun Nat。12:6921。doi: 10.1038 / s41467 - 021 - 27225 - 4