Flash -oversvømmelser som følge af ekstrem nedbør udgør en stor risiko for mennesker og infrastruktur, især i byområder. Højere temperaturer på grund af globale klimaændringer påvirker kontinuerlig nedbør og korte regnbyger i noget lige mål.
Men hvis begge typer nedbør forekommer på samme tid, som det er typisk for tordenvejrskyklynger, øges mængden af nedbør stærkere med stigende temperatur, som vist i en undersøgelse af to forskere fra University of Potsdam og Leibniz Center for Tropical Marine Research (ZMT) i Bremen. Undersøgelsen er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience.
Ekstrem nedbør kan forårsage hurtig oversvømmelse, såkaldt “flash oversvømmelse.” Hvordan ændres en sådan ekstrem nedbør med temperatur? Dette spørgsmål er blevet undersøgt i årtier ved hjælp af passende optagelser af nedbør og temperatur, målt med korte intervaller på en time eller mindre.
Nedbør og skyer dannes, når vanddampen i luften mætter, hvilket danner små dråber, der til sidst klumper sammen for at danne regndråber. I henhold til Clausius-Clapeyron-forholdet kræver mætning ca. 7% mere damp, når temperaturerne stiger med en grad Celsius. Denne relation kan som et forenklet billede være motiveret af en svamp, der kan fange mere vand, når temperaturerne stiger. En ekstrem nedbørsbegivenhed i dette billede svarer til at presse svampen for at frigive det meste af sit vand.
Denne hypotese blev udfordret i 2008 ved analyse af en lang tidsserie med nedbørsdata i Holland. Forfatterne af denne undersøgelse, Lenderink og Van Meijgaard, konkluderede fra deres statistiske tilgang, at Clausius-Clapeyron-forholdet ikke var tilstrækkelig til at beskrive stigningen i ekstrem regn, især for tordenvejr, der kunne stige med 14% pr. Grad Celsius-det dobbelte af hastigheden for Clausius-klapyron.
I de sidste 17 år har værket af Lenderink og Van Meijgaard, der nu citerede mere end 1000 gange, ført til adskillige undersøgelser af fænomenet uden at være i stand til entydigt at bekræfte eller afvise grundlaget, der er beskrevet af Hollands undersøgelse. Især var det vanskeligt at bestemme, hvor langt blandingen af forskellige nedbørstyper kunne give anledning til statistiske superpositioner.
Det aktuelle arbejde ser et detaljeret kig på to nedbørstyper: stratiform nedbør, der er kontinuerlig og ensartet i intensitet sammenlignet med korte regnbyger, der er typisk for tordenvejr.
“Vi bruger et stort og højfrekvent datasæt fra Tyskland, som er kombineret med et nyt lyndetektionsdatasæt. Da lyn indikerer tordenvejraktivitet, kan stratiform nedbør adskilles på denne måde,” forklarer Nicolas da Silva fra University of Potsdam.
“Resultatet er temmelig slående: Når man omhyggeligt vælger klar tordenvejr nedbør og studerer ekstremerne ved hver temperatur, er stigningen næsten perfekt langs Clausius-Clapeyron-teorien,” tilføjer Jan O. Härter fra University of Potsdam, der også er tilknyttet Leibniz Center for Tropical Marine Research (ZMT).
Ligeledes, når man kun vælger til stratiform nedbør alene, passer dataene meget godt til Clausius-Clapeyron-forholdet. Først når man kombinerer statistikken over begge typer nedbør, opstår der meget højere temperaturforøgelseshastigheder, som foreslået i studiet af lenderink og van meijgaard. Forfatterne da Silva og Härter siger, at denne “Super-Clausius-Clapeyron” -forøgelse således er af rent statistisk oprindelse, således at en langvarig kontrovers nu endelig kan afvikles.
Imidlertid påpeger den aktuelle undersøgelse, at den statistiske Super-Clausius-Clapeyron-stigning i ekstreme nedbør gælder for klynger, der indeholder både tordenvejr og stratiforme skyer. Sådanne skyklynger er ansvarlige for det meste af den ekstreme flash -oversvømmelse, der inducerer nedbør.
“Hvis man antager, at temperaturændringerne, der er projiceret i de kommende årtier under klimaopvarmning, kan ekstrem nedbør faktisk nå ud til hidtil uset risikoniveau for mennesker og infrastruktur, især i byområder,” understreger forfatterne.