Tropiske cykloner er orkaner, der brygger over det tropiske hav og kan rejse over land og oversvømme kystregioner. De mest ekstreme cykloner kan generere ødelæggende stormvande – havvand, der øges af tidevand og svulmer på land, hvilket forårsager katastrofale oversvømmelsesbegivenheder i kystregioner.
En ny undersøgelse af MIT-forskere finder ud af, at når planeten varmer, vil gentagelsen af destruktive storm tidevand øges ti gange for en af verdens hårdest ramte regioner.
I en undersøgelse offentliggjort i En jordforskere rapporterer, at for det højt befolkede kystland i Bangladesh, hvad der engang var en 100-årig begivenhed, kunne nu strejke hvert 10. år-eller oftere-i slutningen af århundrede.
I en fremtid, hvor fossile brændstoffer fortsætter med at brænde, som de gør i dag, blev det, der engang blev betragtet som en katastrofal storm, der en gang i århundrede, i gennemsnit rammer Bangladesh i gennemsnit en gang om årti. Og den slags stormvande, der har fundet sted hvert årti eller deromkring, vil sandsynligvis slå landets kyst oftere, hvert par år.
Bangladesh er et af de mest tæt befolkede lande i verden, med mere end 171 millioner mennesker, der bor i en region omtrent størrelsen på New York State.
Landet har været historisk sårbart over for tropiske cykloner, da det er et lavtliggende delta, der let oversvømmes af storme og oplever en sæsonbestemt monsun. Nogle af de mest destruktive oversvømmelser i verden har fundet sted i Bangladesh, hvor det har været stadig vanskeligere for landbrugsøkonomier at komme sig.
Undersøgelsen finder også, at Bangladesh sandsynligvis vil opleve tropiske cykloner, der overlapper hinanden med den måneder lange monsun-sæson. Indtil nu har cykloner og monsunen fundet sted på separate tidspunkter i løbet af året. Men når planeten varmer, viser forskernes modellering, at Cyclones vil skubbe ind i monsun-sæsonen, hvilket forårsager back-to-back oversvømmelsesbegivenheder over hele landet.
“Bangladesh er meget aktiv med at forberede sig på klimafare og risici, men problemet er, alt hvad de laver er mere eller mindre baseret på, hvad de ser i det nuværende klima,” siger studiets medforfatter Sai Ravela, hovedforskningsforsker i MIT’s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS).
“Vi ser nu en næsten ti gange stigning i gentagelsen af destruktive storm tidevand næsten overalt, hvor du ser i Bangladesh. Dette kan ikke ignoreres. Så vi synes, dette er rettidigt for at sige, at de er nødt til at pause og revidere, hvordan de beskytter mod disse storme.”
Ravelas medforfattere er Jiangchao Qiu, en postdoc i EAPS, og Kerry Emanuel, professor emeritus for atmosfærisk videnskab ved MIT.
Tidevandets højde
I de senere år har Bangladesh investeret markant i stormberedskab. For eksempel ved at forbedre dets tidlige advarselssystem, befæste landsbyvulmninger og øge adgangen til samfundsmæssige krisecentre. Men sådanne forberedelser har generelt været baseret på den nuværende hyppighed af storme.
I denne nye undersøgelse havde MIT-teamet til formål at tilvejebringe detaljerede fremskrivninger af ekstreme stormevandfarer, som oversvømmer begivenheder, hvor tidevandseffekter forstærker cykloninduceret stormbølge, i Bangladesh under forskellige klimavarmende scenarier og stigninger på havniveau.
“Mange af disse begivenheder sker om natten, så tidevand spiller en virkelig stærk rolle i, hvor meget yderligere vand du måtte få, afhængigt af hvad tidevandet er,” forklarer Ravela.
For at evaluere risikoen for Storm Tide anvendte teamet først en metode til fysikbaseret nedskalering, som Emanuel’s gruppe først udviklede for over 20 år siden og har brugt siden til at studere orkanaktivitet i forskellige dele af verden.
Teknikken involverer en lav opløsningsmodel af det globale hav og atmosfære, der er indlejret med en finere opløsningsmodel, der simulerer vejrmønstre så detaljeret som en enkelt orkan. Forskerne spreder derefter orkanen “frø” i en region af interesse og kører modellen fremad for at observere, hvilke frø der vokser og får landfald over tid.
Til den nedskalerede model inkorporerede forskerne en hydrodynamisk model, der simulerer højden af en stormbølge i betragtning af mønsteret og styrken af vinden på tidspunktet for en given storm. For enhver given simuleret storm spurgte teamet også tidevandet såvel som virkningerne af stigning i havniveauet og inkorporerede disse oplysninger i en numerisk model, der beregnet stormevand eller vandets højde med tidevandseffekter som storm skaber landfald.
Ekstrem overlapning
Med denne ramme simulerede forskerne titusinder af potentielle tropiske cykloner nær Bangladesh, under flere fremtidige klimascenarier, der spænder fra en, der ligner den aktuelle dag til en, hvor verden oplever yderligere opvarmning som et resultat af fortsat fossil brændstofforbrænding.
For hver simulering registrerede de de maksimale stormvande langs kysten af Bangladesh og bemærkede hyppigheden af stormvande i forskellige højder i et givet klimascenarie.
“Vi kan se på hele spanden med simuleringer og se, for denne stormevand af sige, 3 meter, så vi dette mange storme, og fra det kan du finde ud af den relative frekvens af den slags storm,” siger Qiu. “Du kan derefter vende dette nummer til en returperiode.”
En returperiode er den tid, det tager for en storm af en bestemt type at gøre landfald igen. En storm, der betragtes som en “100-årig begivenhed”, er typisk mere magtfuld og destruktiv, og i dette tilfælde skaber mere ekstreme stormvand og derfor mere katastrofale oversvømmelser sammenlignet med en 10-årig begivenhed.
Fra deres modellering fandt Ravela og hans kolleger, at under et scenarie med øget global opvarmning, kan stormene, der tidligere blev betragtet som 100-årige begivenheder, der producerer de højeste stormevandværdier, gentage sig hvert årti eller mindre af det sene århundrede. De observerede også, at tropiske cykloner i Bangladesh i slutningen af dette århundrede vil forekomme på tværs af et bredere sæsonbestemt vindue, der potentielt overlapper hinanden i bestemte år med den sæsonbestemte monsun -sæson.
“Hvis monsunregnen er kommet ind og mættet jorden, kommer en cyklon derefter ind, og det gør problemet meget værre,” siger Ravela. “Folk har ikke nogen udsættelse mellem den ekstreme storm og monsunen. Der er så mange sammensatte og kaskaderende effekter mellem de to. Og dette fremkommer kun, fordi der sker opvarmning.”
Ravela og hans kolleger bruger deres modellering til at hjælpe eksperter i Bangladesh med bedre at evaluere og forberede sig på en fremtid med stigende stormrisiko. Og han siger, at klimaområdet for Bangladesh på nogle måder ikke er unik for denne del af verden.
“Denne klimaændringshistorie, der spiller ud i Bangladesh på en bestemt måde, vil spille ud på en anden måde andetsteds,” bemærker Ravela. “Måske hvor du er, handler historien om varmestress eller forstærkende tørke eller ildebrande. Faren er anderledes. Men den underliggende katastrofehistorie er ikke så anderledes.”