De eerste blizzard van 2015 gezien vanuit de ruimte. NOAA / NASA, CC BY

Op het eerste gezicht, met de vraag of de opwarming van de aarde leidt tot meer sneeuw lijkt misschien een domme vraag, want natuurlijk, wanneer het wordt warm genoeg is, is er geen sneeuw. Bijgevolg ontkenners van de klimaatverandering hebben gebruikt recente sneeuw dumpt om twijfel op een opwarmend klimaat van menselijke invloeden. Toch kunnen ze niet meer verkeerd zijn.

Om de samenhang te begrijpen, moeten we kijken naar de omstandigheden die zorgen voor de zwaarste sneeuwval. Vervolgens kunnen we bekijken hoe de klimaatverandering deze omstandigheden beïnvloedt, met name temperaturen in de atmosfeer en de oceanen, tijdens de winter. Als je deze factoren bestudeert, zie je dat er een hogere kans op hevige sneeuwstormen is in Noord-Amerika, maar de lengte van het sneeuwseizoen krimpt al als gevolg van de opwarming van de aarde.

Goldilocks-temperaturen

Er is een gezegde dat het kan zijn "te koud om te sneeuwen“! Natuurlijk is dit een mythe maar het heeft in feite een basis omdat de atmosfeer wordt gevriesdroogd als het erg koud is. Dat komt omdat de hoeveelheid vocht die de atmosfeer kan vasthouden erg afhankelijk is van de temperatuur. Onder koude omstandigheden bestaat de sneeuw waarschijnlijk uit zeer kleine kristallen en is deze soms erg licht en luchtig en lijkt het op "diamantstof".

Daarentegen is de zwaarste sneeuwval optreden bij oppervlaktetemperaturen van ongeveer 28 ° F tot 32 ° F - net onder het vriespunt. Natuurlijk, zodra het wordt veel boven het vriespunt, de sneeuw verandert het te regenen. Dus er is een "Goldilocks" set van voorwaarden die zijn gewoon recht om te resulteren in een super sneeuwstorm. En aan deze voorwaarden wordt steeds waarschijnlijker midden in de winter als gevolg van door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

De fysica achter dit fenomeen wordt beheerst door een basiswet dat vertelt ons dat de maximale hoeveelheid vocht in de atmosfeer exponentieel toeneemt met de temperatuur - dat wil zeggen, hoe warmer de atmosfeer, hoe meer vocht de lucht kan bevatten en dus hoe meer neerslag.

Voor de meeste omstandigheden op zeeniveau, is er een vuistregel die zegt dat de atmosfeer kan 4% meer vocht vasthouden per één graad Fahrenheit stijging van de temperatuur. Sommige complicaties komen als het ijs fase ingaat, maar we zetten die opzij voor nu. Dat vertaalt zich in een groot verschil in vocht over temperatuurverschillen: At 50 ° F (10 ° C) het waterhoudend vermogen van de lucht is het dubbele van dat in 32 ° F (0 ° C) en bij 14 ° F (-10 ° C ) de waarde is slechts 24% dat ten 50 ° F.

meer Vocht

In feite is deze relatie van fundamenteel belang waarom het regent (of sneeuwt).

Wanneer een pakket lucht dat waterdamp bevat wordt opgetild, beweegt het naar lagere druk, expandeert en koelt het af. Op een gegeven moment kan het niet langer zoveel vocht vasthouden en condenseert het vocht in een wolk en vormt het uiteindelijk regen of sneeuw. Het optillen van lucht komt voornamelijk van stormen, vooral in warme fronten, omdat warme lucht over koelere lucht of koude fronten beweegt, terwijl koude lucht onder warmere lucht doorstroomt.

In alle stormen, de belangrijkste bron van neerslag al het vocht in de atmosfeer op het begin van de storm. Dit vocht, zoals waterdamp, wordt verzameld door de stormwind, bracht in de storm, geconcentreerd en neergeslagen. Dienovereenkomstig, als er meer vocht in het milieu, het regent (of sneeuw) harder.

Hoe werkt deze uit te spelen wanneer de temperatuur onder het vriespunt? Temperaturen in de Goldilocks gebied tussen ongeveer 28 ° F en 32 ° F, begeleid door vocht, betekenen dat er meer sneeuw: inderdaad, de hoeveelheid sneeuwval in 32 ° F zou ten minste het dubbele van dat in 14 ° F zijn. Het zou veel omdat de warme vochtige lucht drijfvermogen kan ook bijdragen aan intensivering van de storm zelf.

Recente Winter Storms en klimaatverandering

Extra-tropische stormen in wintervorm en ontwikkelen zich op verschillen in temperatuur, die het grootst zijn tussen continenten en aangrenzende oceanen.

In de winter, de koude droge lucht over Noord-Amerika vormt een schril contrast met de relatief warme vochtige lucht over de Golfstroom en de Noord-Atlantische Oceaan. Een koufront leidt de zuidelijke uitbraak van koude lucht, terwijl een warme voorkant leidt de warme vochtige kop lucht naar het noorden als het naar boven stijgt en produceert neerslag binnen de storm.

De omgeving waarin alle stormen vorm is nu anders dan dat het was gewoon 30 of 40 jaar geleden vanwege het broeikaseffect. Veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer door menselijke activiteiten zijn toegenomen kooldioxide en andere warmte-trapping broeikasgassen, met kooldioxide niveau stijgt met meer dan 40% sinds ongeveer 1900 vooral uit de verbranding van fossiele brandstoffen.

Het resultaat verstoring van de energiebalans verwarmt onze planeet. En meer dan 90% van de hitte is de oceanen in gegaan. Naast hogere zeespiegels - met meer dan 2.5 inches sinds 1993 - zijn de wereldwijde zeetemperaturen (SSTs) met 1 ° F gestegen sinds ongeveer 1970. 

Dus het geheugen van opwarming van de aarde is vooral in de oceanen. Gemiddeld de lucht boven de oceanen warmer met meer dan 1 ° F en vochtiger door 5% sinds de 1970s van het broeikaseffect. In de Noord-Atlantische Oceaan is er extra opwarming geweest en zijn de oppervlaktetemperaturen boven 2 ° F boven een 1981-2010-gemiddelde (inclusief een component voor opwarming van de aarde) over een enorme uitgestrektheid die zich uitstrekt over meer dan 1000 mijlen van de kust van Noord-Amerika. (zie afbeelding hierboven). Een deel van deze extra warmte is mogelijk ontstaan ​​door de afwezigheid van veel orkaanactiviteit in de Atlantische Oceaan afgelopen zomer.

In februari 5-6, 2010 een sneeuw "bom" opgetreden en heeft geleid tot wat op het moment als "Snowmaggedon", die door een aantal conservatieve senatoren werd gebruikt werd verwezen spot global warming en Al Gore. Toch was het winter en er was genoeg van koude continentale lucht. Er was een storm op de juiste plaats. En er waren ongewoon hoge oppervlakte temperatuur van het zeewater in de subtropische Atlantische Oceaan - tot 3 ° F (1.5 ° C) boven normaal - wat leidde tot buitengewone hoeveelheden vocht wordt ingevoerd in de storm. En het resulteerde in uitzonderlijke sneeuw bedragen in de omgeving van Washington DC.

NASA / NOAA

Eerder dit jaar, tussen januari 26-28, 2015, was het gebied dat het doelwit was van de meest recente winterstorm, door sommigen Juno genoemd, iets verder naar het noorden gelegen. De zich ontwikkelende storm bevond zich precies in de juiste positie om de hoge vochtigheid over de oceaan aan te boren en zich te ontwikkelen toen het het scherpe contrast tussen het continent en de relatief warme oceaan ervoer.

Meer dan drie voet sneeuw viel in sommige gebieden, blizzard-omstandigheden werden ervaren in New England, en zware zeeën en erosie deden zich voor in kustgebieden in samenhang met de hogere zeespiegels geassocieerd met het broeikaseffect.

Naar de toekomst toe, in het midden van de winter, de klimaatverandering betekent dat de sneeuwval zal toenemen omdat de sfeer 4% meer vocht kan vasthouden voor elke 1 ° F stijging van de temperatuur. Zolang het niet warm boven nul, het resultaat is een grotere dump sneeuw.

Daarentegen, bij het begin en einde van de winter, het verwarmt genoeg dat het waarschijnlijker regen, zodat het totale wintersneeuwval niet toeneemt. Waarnemingen van de sneeuw dekking voor het noordelijk halfrond inderdaad een lichte toename in het midden van de winter (december-februari), maar grote verliezen in het voorjaar (zie sneeuw bovenstaande figuur). Dit is allemaal onderdeel van een trend om veel zwaardere neerslag in de Verenigde Staten laten zien (zie onderstaande figuur), met name in het noordoosten.

Amerikaanse nationale klimaatbeoordeling

Anders gezegd: de vraag of de aarde veroorzaakt meer of minder neerslag verschilt per regio, maar het verandert de balans tussen sneeuw en regen. Zolang het blijft onder het vriespunt, de sneeuw stortplaatsen zijn groter, maar de sneeuw seizoen krimpt aan beide uiteinden van de winter. Zodat er meer tijd wordt besteed regent: skiërs in sommige regio's ten goede komen midden in de winter, maar met een kortere ski-seizoen.

Omdat het verhoogde vocht in de storm ook de storm zelf kan terugkoppelen en versterken, kan de extra sneeuw gemakkelijk 10% of meer uit de component klimaatverandering.

Zie ook:

Kevin Trenberth Trenberth, KE, 2011: veranderingen in neerslag met klimaatverandering. Klimaatonderzoek, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]

Er is een sterke toename van one-day precipitatie-extremen tijdens het koude seizoen van oktober tot maart.

Nationale klimaatevaluatie gegevens zeggen hetzelfde.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Lesen Sie hier originele artikel.

Over de auteur

Kevin Trenberth is een Distinguished Senior Scientist bij National Center for Atmospheric Research. Hij is nauw betrokken geweest bij het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (en deelde de Nobelprijs voor de vrede in 2007), en het World Climate Research Program (WCRP). Hij is momenteel voorzitter van het Wereldwijde Energie- en Wateruitwisselingsprogramma (GEWEX) onder WCRP. Hij heeft meer dan 200 gerefereerde tijdschriftartikelen en meer dan 460-publicaties en is een van de meest geciteerde wetenschappers in de geofysica.

Openbaarmakingsverklaring: Kevin Trenberth ontvangt financiering van het ministerie van Energie en de National Science Foundation.

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon