Seit Jahren sagen Wissenschaftler, dass atmosphärische Flüsse die Wasserversorgung durstiger kalifornischer Städte und Bauernhöfe entweder beeinträchtigen oder beeinträchtigen können.
In den letzten beiden Wintern haben eine stetige Abfolge dieser riesigen „Flüsse am Himmel“ rekordverdächtige und dürreverursachende Niederschläge über den ganzen Staat gebracht und gleichzeitig katastrophale Überschwemmungen, Erdrutsche und gefährliche Schneestürme verursacht.
Doch nun haben neue Untersuchungen ergeben, dass diese jüngsten atmosphärischen Flüsse im Vergleich zu einigen der Monsterstürme, die das alte Kalifornien heimgesucht haben, verblassen – eine ernüchternde Entdeckung, die einige Experten vermuten lässt, dass der Staat erneut von solch katastrophalen Stürmen heimgesucht werden könnte.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die atmosphärische Flussaktivität das übersteigt, was seit Beginn der instrumentellen Aufzeichnungen aufgetreten ist“, sagte Clarke Knight, Forschungsgeographin des US Geological Survey und Hauptautorin der Studie, in der erstmals die atmosphärische Flussaktivität seit dem Jahr 3.200 detailliert beschrieben wurde Jahre. „Das ist wichtig, denn es deutet auf das latente Potenzial unserer Region hin, Stürme zu erleben, die über die Stürme hinausgehen, die wir heute gesehen haben.“
Obwohl vor ein paar Jahrzehnten nur wenige Menschen von atmosphärischen Flüssen gehört hatten, hat sich die Erforschung der riesigen Kondensstreifen als entscheidend für die Wasserplanung und die öffentliche Sicherheit in Kalifornien erwiesen.
Die Ergebnisse der Studie verheißen nichts Gutes für einen Staat, dessen Hochwasserinfrastruktur im vergangenen Jahr stark belastet war, als eine Reihe atmosphärischer Flüsse zahlreiche Deiche durchbrachen, Gemeinden überschwemmten und den einst ausgetrockneten Tulare-See wieder füllten. Die Ergebnisse erhöhen auch den Einsatz staatlicher Bemühungen, Regenwasser aufzufangen, da der Klimawandel dazu führt, dass mehr Niederschläge als Regen statt als Schnee fallen und eine neue Ära häufigerer und längerer Dürren einläutet.
Knight und ihre Forscherkollegen kamen zu ihrem Schluss, nachdem sie alte Schlammschichten aus dem Leonard Lake im Mendocino County analysiert hatten. Das Team konnte feststellen, wann mehr Sediment in den See gedrückt wurde, was auf Perioden mit höheren Niederschlägen hindeutet.
Mithilfe von Daten zu atmosphärischen Flüssen der letzten 60 Jahre fanden die Forscher dann eine „starke Korrelation“ zwischen ihren Sedimentfunden und modernen Stürmen, was es ihnen ermöglichte, diese Verbindung durch die restlichen Schlammschichten zu modellieren, um die historische atmosphärische Flussaktivität zu rekonstruieren, so Knight sagte. Ihre Forschung wurde am Donnerstag in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Die Untersuchung liefert den bisher historischsten Kontext für die Niederschlagsvariabilität des Staates und kam zu dem Ergebnis, dass die Region „über einen Zeitraum von 3.200 Jahren konstant extreme Niederschläge verzeichnete“.
Studenten der Biola University nutzen abwechselnd ein Seil von einer Fußgängerbrücke, um in Position zu bleiben und auf dem Regenwasser zu surfen, das durch einen Hochwasserschutzkanal in La Mirada strömt, nachdem ein atmosphärischer Fluss im La Mirada Creek Park starken Regen auslöste.
(Allen J. Schaben / Los Angeles Times)
Knight sagte, dass diese neuen hydrologischen Daten bessere Informationen für Klimamodelle und -prognosen liefern können und eine 20-mal längere historische Aufzeichnung liefern als bisher.
Obwohl sich die Forschung des Teams auf Nordkalifornien konzentrierte – wo der Staat normalerweise die meisten atmosphärischen Flüsse hat – könne man mit Fug und Recht zu dem Schluss kommen, dass die südliche Hälfte des Staates in seinem alten Klima angesichts der weit verbreiteten Auswirkungen großer atmosphärischer Einflüsse ähnlich extreme Niederschläge erlebt hätte Flüsse.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass der durchschnittliche atmosphärische Fluss mehr als doppelt so viel Wasser transportiert wie der Amazonas. Die Aussicht auf noch größere Stürme in Kalifornien sei besorgniserregend, sagen Experten.
Daniel Swain, ein UCLA-Klimatologe, der nicht an der USGS-Studie beteiligt war, sagte, das Papier liefere „direkte physikalische Beweise“ für die atmosphärische Flussaktivität, die extremer sei als alles, was man in der jüngeren Geschichte Kaliforniens gesehen habe – weit über die große Flut von 1862 hinaus, die die Aktivitäten des Staates neu gestaltete Landschaft.
Er sagte, die Forschung „betont erneut die Gefahren der Annahme, dass die Extreme, die wir im 20. Jahrhundert gesehen haben, repräsentativ für die Arten von Extremen sind, die in diesem Teil der Welt möglich sind.“
„Es ist ein Hinweis darauf, dass wir – selbst wenn wir uns nicht mit dem Klimawandel auseinandersetzen müssten – immer noch vorsichtig mit den Risiken umgehen sollten, die von Extremen ausgehen, weil wir wissen, dass das Klimasystem … große, schlimme Dinge auf uns zukommen kann.“ regelmäßig“, sagte Swain. „Das finde ich überhaupt nicht beruhigend.“
Der anhaltende Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe durch die Menschheit droht die Situation ebenfalls zu verschärfen.
„Das Hinzufügen von Energie in das System durch Treibhausgasemissionen ist im Grunde so, als würde man die Getränkedose schütteln … und dem System etwas mehr Energie hinzufügen, wodurch diese Extreme noch etwas extremer werden“, sagte Cody Poulsen, ein Doktorand Forscher am Center for Western Weather and Water Extremes der Scripps Institution of Oceanography, der ebenfalls nicht an der Nature-Studie beteiligt war.
Swain hat postuliert, dass jeder Anstieg der globalen Temperatur um ein Grad das Risiko eines „ARkStorm-Szenarios“ erhöht – einer alle tausend Jahre einmaligen Megaflut. Diese neuen USGS-Ergebnisse könnten jedoch darauf hindeuten, dass die Modellierung des Worst-Case-Szenarios nicht extrem genug sei, sagte er.
Ein Kind geht im März 2023 unter dem Dana Point-Wasserfall hindurch, was nur bei starken Regenfällen geschieht.
(Allen J. Schaben / Los Angeles Times)
Für einen Staat, der mit häufigeren und schwereren Dürreperioden zu kämpfen hat, sind die letzten beiden nassen Winter eine seltene Gnade. Viele Kalifornier werden jedoch überrascht sein, wenn sie erfahren, dass diese beiden Regenzeiten in den Bereich der natürlichen Variabilität fallen. Sie werden vielleicht auch überrascht sein, wenn sie erfahren, dass es in diesem Jahr mehr atmosphärische Flüsse als im Vorjahr gab, was weitaus mehr Schäden und Störungen verursachte.
Kürzlich bestätigten Forscher, dass während der Regenzeit 2023–24 51 atmosphärische Flüsse die Westküste erreichten – deutlich mehr als die 38 atmosphärischen Flüsse, die während der Regenzeit 2022–23 auftraten, so neue Daten des Center for Western Weather and Water Extremes .
Insbesondere in Kalifornien trafen von Oktober bis März 44 atmosphärische Flüsse auf Land, gegenüber 31 während der Regenzeit im letzten Jahr, sagte Chad Hecht, ein Center-Meteorologe.
Aber obwohl es in dieser Regenzeit mehr atmosphärische Flüsse gab, wurden auf der Stärkeskala des Zentrums im Vergleich zur Saison davor weniger starke oder extreme Stürme gemessen.
„Es kommt nicht auf die Quantität, sondern auf die Qualität an“, sagte Hecht.
Beispielsweise wurde Kalifornien zwischen Oktober 2022 und März 2023 von 12 starken, extremen oder außergewöhnlichen atmosphärischen Flussstürmen heimgesucht. Diese schwereren Stürme bringen in der Regel Schlagregen und Schnee mit sich. In dieser Saison verzeichnete der Staat jedoch nur fünf.
„Wenn man es mit dem letzten Jahr vergleicht, … das [water] „Das Jahr war ein paar starke Stürme, aber es ist viel schwächer“, sagte Hecht. „Aber die Fülle ist schwach bis mittelmäßig [atmospheric rivers] Es hat uns irgendwie geholfen, auf dem Weg zu bleiben, diese Normalität zu erreichen [precipitation levels].“
In diesem Monat lagen die Aufzeichnungen sowohl für den landesweiten Niederschlag als auch für die Schneedecke in der Sierra Nevada bei etwa 105 % des Durchschnitts für diese Jahreszeit – was Hecht als erschreckend nah am Durchschnitt bezeichnete.
„Dieses Jahr war ungewöhnlich normal“, sagte Hecht. „Wir sprechen gerne davon, dass Kalifornien das Land der Extreme ist, wo es entweder extrem trocken oder extrem nass ist. Dieses Jahr war ungewöhnlich, weil es bis zum 1. April, dem Datum, das normalerweise das Ende der Regenzeit in Kalifornien markiert, ziemlich normal war.
Allerdings hat Südkalifornien laut California Water Watch ein anormaleres Wasserjahr erlebt, wo die jährliche Niederschlagsmenge in vielen Küstengebieten weit über 140 % des Durchschnitts liegt.
Hecht sagte, ein starker, langsam fließender atmosphärischer Fluss Anfang Februar habe einen übergroßen Einfluss auf die Niederschlagsmenge in der Region gehabt, und er stellte fest, dass viele Gebiete auch von Gewittern heimgesucht wurden, die er als „überproduktive“ schwache atmosphärische Flussstürme bezeichnete.
Die Systeme werden normalerweise nicht von Gewittern begleitet, aber in dieser Saison kam es zu mehreren Systemen, die in mehreren Gebieten, darunter San Diego und Oxnard, zu historischen Niederschlägen und Sturzfluten führten.
Hecht sagte, es sei nicht sofort klar, warum in dieser Saison in so vielen atmosphärischen Flüssen Gewitter auftraten, aber er sagte, höhere Meeresoberflächentemperaturen – ein Zeichen des El-Niño-Wettermusters – könnten dazu beigetragen haben, das instabile Konvektionsmuster voranzutreiben.
Auch wenn viele Wassermessungen bisher auf ein insgesamt durchschnittliches Wasserjahr hindeuten, haben Bundesbeamte nach den tödlichen atmosphärischen Flussstürmen im Februar kürzlich eine Katastrophenmeldung für neun Landkreise herausgegeben.
Da Swain weiß, dass weitere Niederschlagsextreme möglich sind, hofft er, dass sich die Staatsbeamten besser auf Notfälle vorbereiten oder zumindest die möglichen Risiken besser verstehen können.
„Wenn wir das Risiko nicht von vornherein richtig einschätzen … ist es furchtbar schwierig, eine genaue Diskussion über Kosten und Nutzen einer bestimmten Intervention zu führen“, sagte Swain.
Er wies jedoch darauf hin, dass der Klimawandel diese natürlichen Extreme voraussichtlich noch weiter ausweiten werde.
„Es ist vernünftig, das 20. Jahrhundert als eine Art Glücksfall in Kalifornien zu interpretieren, in dem Sinne, dass wir nichts Schlimmeres gesehen haben … nur durch zufällige, natürliche Variabilität“, sagte Swain. „Das 21. Jahrhundert? Es ist ein schwer belasteter Würfel.“