Weather whiplash refers to rapid swings between extreme weather conditions, such as droughts and floods. It is caused by an increasingly erratic water cycle driven by rising temperatures. The atmosphere can hold more moisture, leading to intense droughts when it absorbs water from the surface and severe flooding when it releases that moisture.
Climate change has accelerated the global water cycle due to rising temperatures, which increase evaporation and the movement of water. This has led to more extreme weather events, including both heavy rainfall and prolonged droughts, as the atmosphere becomes 'spongier' and holds more moisture.
Wildfires in California are occurring during winter due to weather whiplash. Record-breaking rainfall in late 2022 and early 2023 led to significant vegetation growth, followed by an unusually dry rainy season in 2023-2024, which turned the vegetation into kindling, fueling the fires.
Weather whiplash can lead to a range of compounding consequences, including rapid snowmelt causing flooding, outbreaks of waterborne diseases after floods, and increased wildfire risks due to vegetation drying out. It also accelerates climate tipping points, such as the release of greenhouse gases from events like Amazon fires.
Since the mid-20th century, weather whiplash events occurring within three months have increased by between 31% and 66%, according to a study published in Nature.
The atmosphere acts like a sponge, absorbing and releasing moisture. Rising temperatures increase its capacity to hold water, intensifying droughts when it absorbs moisture and causing extreme rainfall or flooding when it releases it. This dynamic is a key driver of extreme weather events.
Managing water resources during weather whiplash is challenging because it requires balancing between droughts and floods. For example, empty dams can capture floodwaters but cannot supply water during droughts. Localized solutions are needed, depending on the specific water systems and needs of each region.
这是卫报。
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仅仅20分钟,一小撮火苗就变成了200英亩的庞然大物。它们摧毁了生态系统,无数的房屋,并造成了人员伤亡。构成一个社区的所有事物,学校、诊所、养老院、理发店、杂货店、加油站、娱乐中心、公园、社区都需要这种基础设施。而无论你往哪里看,一切都消失了。
加利福尼亚州对野火并不陌生。但今年发生的事情有所不同。它们在冬天肆虐。通常是该州最潮湿的月份之一,却异常干燥,10月、11月和12月也是如此。该地区正常的季节性干旱大约为六个月,但现在我们已经大约八个月没有下过任何有意义的雨了。所以植物非常干燥。
火势也特别猛烈。这是因为在如此干燥之前,加利福尼亚州遭受了创纪录的降雨量。植被生长。想想给你的花园浇水,对吧?一切都会生长。然后,当我们经历这段长时间的干旱期时,一切都会干涸。
研究人员将这种现象称为“天气骤变”。我们为什么会被从一个极端推向另一个极端?越来越不稳定的水循环。大气层可以容纳更多的水分,这意味着它会使地表干燥并导致干旱。同时,大气中存在水分意味着,当确实下雨时,我们可以预期降雨量会更大。
所以今天,我们将讨论气温上升如何导致天气骤变以及这些波动可能造成的破坏性后果。我是卫报的梅德琳·芬利,这是科学周刊。
火灾和洪水,都是具有破坏性的自然力量。但你可能不会认为它们是相关的,因为它们处于天气的两个极端。但它们的根本原因是全球水循环,你可能从学校模模糊糊地记得,一个带有山脉、河流、海洋和上下指向上下的箭头的图表。
水循环是水蒸发、进入大气层,然后再次以雨或雪的形式降落,然后流入地下、地下水系统、河流、湖泊等等,或者最终回到大海,然后再次蒸发并重复整个过程的方式。所以是太阳、温度、辐射驱动着水循环。
阿尔伯特·范·迪克是澳大利亚国立大学水科学与管理教授。正如他指出的那样,是温度驱动着循环,因为水蒸发并在地球上移动。因此,随着气温上升,事情一直在加速。如果你认为水循环有一个引擎,那么引擎就是超速运转,而且热量更多。你可以这样想,循环转得更快了。
阿尔伯特和来自世界各地的同事们收集了来自数千个地面站和卫星的数据,这些地面站和卫星从高空监测地球,以追踪全球水循环对气候变化的反应。这些数据已编入他们2024年全球水监测报告。我们已经做了几年了,当然,我们的记录可以追溯到更远,这取决于可用数据、可用卫星、可用站点,可以追溯到1979年左右。
老实说,每一份报告都越来越令人担忧。我们今年发现,我们看到了非常明显的趋势,无论是极端强降雨还是极端低降雨或干旱。
降雨量的高低记录正越来越频繁地被打破。但为什么我们会同时看到这两个极端呢?你可能会合理地假设,随着气温上升,整个地球只会变得越来越热和越来越干燥,就像在烤箱里一样。我经常遇到的问题是,它怎么能同时变得更干燥和更潮湿呢?我们怎么能同时拥有更极端的潮湿条件和更极端的干燥条件呢?有
有一个关键因素,那就是大气。你可以把它想象成一块海绵,吸收水分,然后把它滴到其他地方。但由于气温上升……
它变得更像海绵了。因此,如果地表潮湿,它就会吸干水分,使地表干燥,就像你的烘干机一样,而且温度越高,它就越干燥。但水不能停留在大气中。大气几乎没有地方可以存放它。所以它必须出来。它必须以降雨或降雪的形式再次出现。如果海绵更大,正如你所说,那么这也意味着,如果你拧干海绵,你就会从中得到更多水。
随着大气层因燃烧化石燃料而升温,它能够容纳更多的水。因此,在干燥的天气里,它可以吸收并保留更多来自地面的水分,从而使干旱的可能性和强度越来越大。
然后,在潮湿的天气里,所有多余的水都会以严重的洪水事件的形式倾泻而下。而这种情况只会越来越糟。根据物理学原理,你可以说每升温一度,它就能容纳7%的水分。因此,基于这一点,我们现在应该达到10%左右。但我们看到的是,在许多情况下,极端事件的增加超过了这个比例。这是因为我们
这不仅仅是水的保持能力,还包括气候变化如何影响我们的洋流、气流和天气系统。这实际上增加了我们天气的变化,因此也增加了极端天气。正如阿尔伯特和他的同事们发现的那样,降雨量的高低记录正变得越来越普遍,它们之间的剧烈波动也是如此。
不可避免的是,如果你有更多极端的干旱,有时也有更多极端的潮湿条件,那么在短期内同时出现这两种情况的可能性也会增加。事实上,最近发表在《自然》杂志上的一篇关于这个问题的论文发现,自20世纪中期以来,在三个月内发生的骤变事件增加了31%到66%。
造成破坏性影响的不仅仅是极端事件。波动本身也是一个问题,正如我们在洛杉矶所看到的。在2022-23年的冬天,加利福尼亚州遭受了创纪录的降水,这为大量植物的生长创造了条件。然后,在洛杉矶,今年的雨季降雨量仅为正常水平的2%,因此所有植被都变成了引火物。
目前正在发生的加利福尼亚州火灾就是一个很好的例子,你可以称之为骤变,或者你可以称之为,你知道的,极端的跷跷板,上半年潮湿,下半年非常干燥和相当温暖。它首先导致燃料,即植被的积累,然后植被干涸,这种大规模火灾就会发生。
我们在澳大利亚的“黑色夏季”火灾中也看到了这种情况,当时我们有相当好的降雨条件,然后突然出现了一次非常强烈的热浪,导致了我们所说的“瞬间干旱”,即非常迅速发展的干旱。这使植被干涸,即使在植被通常不会干涸的地方也是如此。
天气骤变还有其他复合后果。我们确实经常看到,例如,一个非常寒冷的冬天积雪很多,然后突然出现一个非常温暖的时期,所有的雪迅速融化并导致洪水。例如,我们去年在哈萨克斯坦和俄罗斯看到了这种情况,那里的水坝由于这种快速的融雪而溃决,并且
还有其他你可以称之为跷跷板的例子。例如,洪水过后,如果你突然出现热浪,就会出现水传播疾病暴发的問題。极端事件的增加也可能使我们更快地走向气候临界点。
那些超越气候系统变化加速的生态阈值,通常是不可逆转的。我认为,这正是让科学家们夜不能寐的事情,全球变暖的可预测部分是对我们排放的反应。我们不知道的是地球会给我们带来什么。所以……
亚马逊就是一个很好的例子。今年亚马逊地区极其干燥。那里发生了大量的火灾活动。这当然会释放温室气体,并造成许多健康问题和其他问题。但这些会增加我们已经排放到大气中的温室气体。这会导致反馈。换句话说,它使气候变化恶化。还有其他因素。例如,两极发生的事情,冰层破裂。
储存大量的水,以及这对海平面上升的影响。所以有这些临界点,这就是所谓的或多或少神奇的1.5度来自的地方。不幸的是,这没有什么神奇之处,也不能保证这些临界点不会在不到1.5度变暖的情况下发生。只是它们被认为在超过那个变暖水平后更有可能发生。
正如阿尔伯特等科学家继续明确指出的那样,我们必须做的一件事是以尽可能快的速度停止燃烧化石燃料。但由于我们已经排放到大气中的温室气体,一些影响现在已经锁定。我们需要为洪水、火灾和干旱做好准备。
随着气温上升对全球水系统造成严重破坏并加速其引擎,天气也会在我们意想不到的时候到来。我们还会看到一些我们习惯的事情发生,但发生在我们不习惯的季节。你知道,加利福尼亚州的这场火灾发生在冬天。我们会看到……
寒流,就像我们一直以来一样,但例如,在许多地方,你看到的是,大自然比它从冬眠中醒来要早,然后受到寒流的袭击,寒流本身可能并不异常,但我们也看到很多农作物因此受损,所以我认为我们看到的是你习惯的模式变得不太可靠,基本上,我们看到这种情况几乎发生在世界各地。
为一个不可预测的未来做好准备,经常在极端之间摇摆不定,将是困难的。例如,扑灭肆虐的野火需要大量的水,而这些地方由于问题的性质本身就非常干燥。上周,洛杉矶发现,为太平洋帕利塞德斯(最大的火灾爆发地)供水的储水罐已经枯竭。
更好地管理水资源将有助于我们应对这两个极端,但最佳方法取决于你居住的地方。这些问题,这些挑战是全球性的,但解决方案往往是地方性的,并且取决于你的水系统的性质。举个例子,有些人严重依赖地下水。其他人或社区严重依赖水坝中的水来满足他们的生活或灌溉需求。而你管理的方式
将应对你的气候和水相关的挑战,这在很大程度上取决于这些问题。但如果你可以预期更多的干旱和更多的洪水,这确实会带来一些独特的挑战。例如,你可能会使用一个空水坝来收集洪水流量
但如果水坝是空的,你就不能用它来在干旱时期提供供应。这是一个在全球范围内出现的问题,即,如果我们可以预期洪水和干旱,我们应该如何管理我们的水坝?我们可以同时管理两者吗?感谢阿尔伯特·范·迪克教授。我们在播客说明中添加了关于全球水监测报告的文章链接。你可以在theguardian.com上找到我们对洛杉矶野火的全部报道。
并且请关注我们姊妹播客《今日焦点》的明日剧集,其中《卫报》美国分社的极端天气记者加布里埃尔·卡农将解释加利福尼亚州发生的事情。今天的节目就到这里。本集由我梅德琳·芬利制作。声音设计由乔尔·考克斯完成。执行制片人是埃莉·布雷。我们将在周四回归。到时候见。
谢谢。
这是卫报。
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