Historische overstromingen in het Midwesten, waaronder deze boerderij in Nebraska, hebben wijdverspreide schade veroorzaakt. DroneBase via AP

Overstromingen in het middenwesten, veroorzaakt door een intense "bom cycloon, "Heeft delen van de regio verwoest, die de afgelopen decennia zijn geteisterd door overstromingen.

Overstromingen worden veroorzaakt door extreme regenvalgebeurtenissen, vaak gecombineerd met bodemomstandigheden, zoals verzadigde of bevroren grond, waardoor het moeilijker wordt voor water om naar de bodem te sijpelen, wat de afvloeiing vergroot.

De opwarming van de aarde heeft het potentieel om de waterkringloop van de aarde te intensiveren, wat de hoeveelheid, frequentie, intensiteit en duur van regen en sneeuwval zal veranderen. Als mijn onderzoek en het werk van anderen heeft aangetoond dat al deze veranderingen het risico op overstromingen voor de Midwest-staten vergroten.

Een natter Midwesten

Er is een sterke consensus onder wetenschappers dat de klimaatverandering zal maken veel delen van de wereld zijn natter. Dit gebeurt omdat hogere temperaturen de snelheid verhogen waarmee vocht van het aardoppervlak verdampt en warmere lucht meer vocht vasthoudt dan koele lucht. Voor elke 1-graad Celsius van opwarming neemt de vochtopnamecapaciteit van de atmosfeer met ongeveer 7 procent toe, gebaseerd op gevestigde wetten van de natuurkunde.

Naarmate de lucht vochtiger wordt, kunnen we meer neerslag verwachten, maar de toename is niet uniform. Ervan uitgaande dat windpatronen niet significant veranderen, zal meer vocht worden getransporteerd naar sommige regio's onder invloed van stormbanen. Dit betekent dat door storm getroffen gebieden waarschijnlijk meer dan gemiddelde stijgingen van neerslag- en overstromingsrisico's zullen ondervinden, terwijl gebieden die zich op afstand van stormbanen bevinden waarschijnlijk minder neerslag en een grotere kans op droogte hebben.

Het Amerikaanse Midwesten bevindt zich in een convergentiezone waar heersende winden uit het oosten en westen elkaar ontmoeten. De polaire jetstroom waait van west naar oost langs de grens tussen warme en koude lucht en brengt regelmatig stormen met zich mee, vooral in koude seizoenen.

Met behulp van gegevens uit het Amerikaanse Historical Climatology Network, heb ik aangetoond dat van 1951 tot 2013, neerslag betekent voor de Verenigde Staten verhoogd met 1.6 procent per decennium. In het Midwesten steeg het echter met ongeveer 2.1 procent per decennium, en de winterneerslag steeg met 3.7 procent per decennium. Ongeveer de helft van deze groei werd veroorzaakt door vaker voorkomende stormen en de andere helft kan worden toegeschreven aan een toename van de intensiteit van de storm.

Ik heb ook regionale klimaatmodellen met een hoge resolutie gebruikt simuleren toekomstige klimaatverandering in het Midwesten voor de periode 2040-2070 in vergelijking met 1970-2000. In deze studie ontdekte ik dat gemiddelde neerslag in de regio waarschijnlijk tegen het midden van de eeuw met 8 procent toeneemt, en dat de winterneerslag waarschijnlijk met maar liefst 12 procent toeneemt. Het noordelijke deel van de regio zou een nog grotere toename kunnen zien, waarschijnlijk als gevolg van grotere verdamping van de Grote Meren als gevolg van hogere temperaturen en minder ijsdekking in de winter als de regio opwarmt.

Stormier weer

Met meer vocht in de atmosfeer zullen stormsystemen waarschijnlijk zwaardere regenbuien veroorzaken. Verbeterd vocht in de atmosfeer neemt ook toe latente warmte - warmte die vrijkomt door waterdamp en condenseert in vloeibare druppels in de lucht. Deze warmte biedt meer energie om de intensiteit van stormen te verhogen.

Er wordt voorspeld dat er meer intense neerslaggebeurtenissen zullen plaatsvinden in Midwest-staten. Shuang-Ye Wu University of Dayton, Noord-Amerikaans programma voor regionale beoordeling van klimaatverandering, CC BY

Deze factoren betekenen dat de klimaatverandering waarschijnlijk een onevenredige toename van zware neerslaggebeurtenissen in het Midwesten zal veroorzaken, een trend die al duidelijk is bij het bekijken van historische klimaatgegevens. Van 1951 tot 2013, mijn studie gevonden die lichte en gematigde neerslag in het Midwesten steeg met ongeveer 1 procent per decennium, terwijl de zware neerslag met 4.4 procent per decennium toenam.

De gemiddelde neerslag voor de regio zal naar verwachting tegen het midden van de eeuw met ongeveer 8 procent toenemen, maar zware stormen - die van een schaal die slechts één keer in 25 jaren voorkomt - worden geprojecteerd op verhogen met 20 procent.

Frequentere overstromingen

Al deze veranderingen zullen de vloedhydrologie aanzienlijk veranderen. Een 2015-studie die ontladingsgegevens van 774 US Geological Survey-stroommeetstations in het Midwesten van 1962 tot en met 2011 onderzocht, vond dat 34-percentage van de stations toonde significante toename van de frequentie van overstromingen. De meest uitgesproken toename deed zich in de lente voor bij overstromingen die verband hielden met gesmolten sneeuw, regen die viel op bevroren grond en regen-op-sneeuwgebeurtenissen. Naast het verhogen van de neerslag, toonde deze analyse aan dat eerdere sneeuwsmelting en veranderingen in de regen-tot-sneeuwverhouding, veroorzaakt door hogere temperaturen, ook de sterke toename van overstromingen in de Midwest-lente veroorzaken.

Een ander onderzoek voorspelde verschuivingen in overstromingen als gevolg van klimaatverandering en berekende hoe vaak een gemiddelde 20-eeuwse 100-jaaroverstroming - dat wil zeggen groot genoeg om slechts een 1 procent kans te hebben om in een bepaald jaar of eenmaal in een eeuw te voorkomen - is zal waarschijnlijk terugkeren in de 21ST eeuw. Voor het grootste deel van het Midwesten, schatten de auteurs dat de waarschijnlijkheid van dergelijke vloed was waarschijnlijk te verdubbelen in de 21ST eeuw, zodat verwacht kan worden dat wat eens een 100-jaar overstroming was, gemiddeld om de 50-jaren zou plaatsvinden.

Een derde studie, gepubliceerd in 2016, onderzocht hoe de klimaatverandering de stroming in het noordoosten en middenwesten zou kunnen veranderen. De omvang en timing van de stroom kan van invloed zijn op watervoorzieningen en -kwaliteit, infrastructuursystemen en het onderwaterleven. Uit deze studie bleek dat in deze eeuw de gemiddelde 100-jaars piekstroomsnelheden van drie dagen waarschijnlijk waren verhogen met 10 naar 20 procent voor de regio Midwest.

Ondertussen beoordelen mensen in Nebraska, Iowa, Wisconsin, Minnesota en South Dakota die getroffen zijn door de meest recente storm de schade. NOAA eerder deze maand voorspelling dat de historische overstromingen zal worden gevolgd door meer regen en overstromingen deze lente. Het huidige overstromingswater zal naar verwachting blijven maandenlang

Over de auteur

Shuang-Ye Wu, universitair hoofddocent geologie, Universiteit van Dayton

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon