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南卡罗来纳州的直升机的成员在塔斯萨斯飓风哈维期间的德克萨斯州的直升机水生救援队
南卡罗来纳州的直升机的成员在塔斯萨斯飓风哈维期间的德克萨斯州的水生动物救援队。 信用:军用PCF / Alamy股票照片。
客人帖子
2021年5月17日8:00

帖子邮政:从极端天气'快速归因的快速归因于五年来吸取的经验教训

客人的作者

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05.17.21.
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17.05.2021 |8:00 AM
客人帖子 帖子邮政:从极端天气'快速归因的快速归因于五年来吸取的经验教训

在极端天气事件发生后不久,一个常见的问题出现了:人为造成的气候变化对其发生的可能性或严重程度有多大影响?

在过去的二十年中,快速增长的领域极端事件归因意味着科学家越来越能够回答这个问题。

但是,执行这些评估并在同行评审期刊中发布它们通常需要一年或更长时间。这意味着在事件结束后才能长时间可用的发现,这只是公共头脑中的遥远记忆。

为了解决这个问题,我们建立了世界天气归因(WWA)倡议于2015年。这种合作 - 英国,荷兰,法国和超越的气候科学家之间 - 努力在极端事件结束后几天或几周内迅速量化气候变化的作用。这意味着我们正在提供信息,同时对公共和灾难恢复规划者仍然高度相关。

自从我们的第一次研究以来欧洲的热浪在2015年的夏天,我们已经开展了超过30个个人评估.在一篇新的论文中,发表在气候变化,我们回顾我们开发的过程,并讨论了我们学到的一些课程。

我们过去五年的主要实现是,实际的归因评估实际上只是八点一步- 这可能是整个集合中最容易的。

在这篇文章中,我们看看过程的每个单独步骤所涉及的内容:

  1. 触发器:我们应该归因哪些事件?
  2. 事件定义:极端事件的哪些方面最相关?
  3. 观察趋势分析:它有多罕见,如何改变?yabo亚博体育app下载
  4. 气候模型评价:哪种型号可以代表极端?
  5. 气候模型分析:由于气候变化是yabo亚博体育app下载什么改变的一部分?
  6. 危险合成:气候变化的整体作用是什么?
  7. 漏洞和曝光:这种灾难的其他驱动因素有多重要?
  8. 沟通:我们如何以可理解和真实的方式讨论结果的结果?亚慱彩票APP

1。我们属于哪些活动?

地球的纯粹大小意味着极端的天气通常在几乎每天都发生。那么,这些事件中的哪一个归因研究?

在WWA,我们尝试优先考虑所犯的事件巨大的影响或者已经激起了一个在社会中的强烈讨论,使答案对大型受众有用。这些通常是红十字会 - WWA合作伙伴的事件 - 问题国际上诉。

偶尔,较小的活动靠近家庭甚至气象记录这并没有影响很多人似乎也会产生足够的兴趣来评估。
我们明确地不包括作为触发标准的事件对活动的预期影响。结果是一个事件是不受气候变化影响- 甚至变得不太可能 - 与概率增加的那样有用。

2。如何定义一个事件?

定义事件结果比我们最初想到的更难且更重要。

作为一个例子:第一次出版极端事件归因研究分析了2003年欧洲夏季热浪。它把整个欧洲的季节平均温度作为其事件定义,而其影响是成千上万的死亡在城市里最热的10天里。因此,我们试图尽可能接近影响来定义事件。

应该指出的是,在实践中,找出在活动期间真正发生的事情并不容易。在下图给出了一个例子,其显示了由于休斯顿周围最高的三天降雨的估计值哈维飓风2017年,来自不同观察系统。

雷达分析(c)可能是yabo亚博体育app下载最可靠的选项,但数据集仅返回到2005年。该CPC网格分析yabo亚博体育app下载(b)仅使用实时报告的站,因此低估了事件。卫星分析(d)从其他卫星分发yabo亚博体育app下载。在这里,我们将站数据(a)作为最可靠的数据集,具有长时间序列 - 许多站的100多年。

在2017年1月至9月,在沿海德克萨斯州沿海德克萨斯州最大观察到的三天平均降雨量
观察到2017年1月至9月沿海德克萨斯州的最大三天平均降雨(MM / DY)。a)Ghcn-d v2雨量仪,b)CPC 25 km分析,c)NOAA校准雷达yabo亚博体育app下载(最多在8月25日至30日),d)NASA GPM / IMERG卫星分析。资料来源:Van Oldenborgh等。(2017年)。

3.现在和过去的活动有多极端?

我们使用的观察数据是归属评估的重要组成部分,并为我们提供了两条信息:事件在当前的气候中有多罕见,这在观察到的记录中的变化了多少。

在当前的环境事件的概率是非常重要的向决策者,这是否是那种极端的基础设施应该能够处理与否。例如,洪水瘫痪的雅加达在印度尼西亚于2014年1月原来是由一个“返回时期”的降雨事件引起的 - 也就是说,预期该尺寸的事件的频率是4-13岁。

这是一个不是特别罕见的事件,这表明这座城市对洪水的脆弱性很高。

反过来,2015年12月钦奈的洪水由于降雨量造成的降雨量为600至2500年,这意味着该事件可能太罕见,无法预期防御机制在这种情况下持有。

印度金奈,救援人员将人们疏散到安全地点
救援人员将人们疏散到印度钦奈的安全地方。信贷:新华社/ alamy股票照片。

然而,温暖的气候意味着更频繁地看到了具有历史上非常大的回报期的类型的事件。这意味着为过去的气候设计的基础设施可能不堪重负超过预期。

为了计算该事件在观测期内发生变化的可能性,我们将其与一个数学函数相对应,该函数被称为随着全球变暖而变化的“极值分布”。这给出了由于各种影响,包括全球变暖所观察到的事件的概率和严重程度的变化。

4.哪种气候模型适合目的?

仅凭观察结果不能将极端事件的趋势与全球变暖(或对气候的自然影响)联系起来,或将其“归因于”。为此,我们需要气候模型

每个人的气候模型都会有优势和劣势,我们只能使用那些实际模拟极端的那些我们正在调查的位置。

在实践中,我们使用以下三个标准来选择评估的气候模型集合:

  • 该模型可以原则上代表极端我们感兴趣的人吗?
  • 是与观察极值的统计数据兼容的模型极端事件的统计数据吗?
  • 天气导致这些极端的模型类似于观察的模型吗?

由于气候模型是现实的不完美表示,我们要求至少两个 - 优选更多的模型 - 足以让归因分析进行研究。yabo亚博体育app下载

5.气候变化的作用是什么?

下一步是实际的归因分析。yabo亚博体育app下载对于每个模型,我们计算极端事件的可能性或强烈的可能导致温室气体和气溶胶的排放更有可能或强烈。

这可以通过两种方式之一完成。一个方法是运行两套模型模拟——一套针对当前气候,另一套针对没有人类影响的“反事实”世界。然后,我们可以确定有多少极端事件符合我们正在评估的每个集合。这两个世界的统计数据之间的差异,反映出随着全球变暖,极端天气发生的可能性有多大。

第二种方法是使用现有的模拟,例如历史和未来的气候模型从全球运行耦合型号互相项目.然后,这些模拟可以用与观测结果完全相同的方式进行分析(见第3点)。

这意味着我们可以估计由于潜在的司机 - 例如气候变化等概率和严重程度 - 而且还有土地利用变化或模型的任何其他气候迫使。在模型中,我们知道它们包含哪种强制(例如温室气体和气溶胶),它们没有(例如,某些本地反馈),我们的数据更多地具有比观察结果更多的数据。

在任一方法下,由于气候变化,该属性步骤从每个模型中提供了每个模型的估计,这是气候变化的极端事件的可能性变化。类似地,该方法可以量化特定概率的事件的强度变化。

6.气候变化的总体作用是什么?

下一步是将观察和多种模型中的信息与物理极端事件的概率和强度的一个总体陈述组合成一个总体概念 - 即危险 - 已经改变了。

这并不琐碎,需要估计我们认为模型在描述极端的良好。该信息的一部分可以从模型的传播中派生,但部分必须是一个判断,基于在模型中模拟的最终逼真的逼真。

7.脆弱性和暴露

与天气有关的灾难是由三个因素组合而成的:危险(极端的气象)、暴露(处于危险中的人们)和脆弱性(人类和生态系统应对危险的能力)。

除了危险之外,我们认为讨论归因研究中的脆弱性和暴露是必要的。这些不仅与物理极端的变化相结合(以前的步骤计算),以确定极端天气的影响,而且它们可能自己具有重要趋势。

例如,我们的研究在SãoPaulo的干旱中,巴西2014 - 55年发现,它没有从气候变化中变得更加严重。然而,我们的分析表明,储存yabo亚博体育app下载和供应系统的适当更新,储存和供应系统的适当更新,我们分析大约20%的人口大约20%,甚至更快地提高了人均水资源。

因此,在这种情况下,脆弱性和曝光的趋势是城市大量水资源短缺的主要驱动因素。

Sao Paulo居民因在经营干旱期间在他们的家庭配给而获得水
Sao Paulo居民因在经营干旱期间在家里的配给而获得水。信用:路透社/ alamy股票照片。

8.如何传达所有这些细微差别?

最后一步是将结果传达到一系列受众。这意味着以科学准确的方式解释调查结果,对预定的观众来说也是有用和可理解的。

我们发现有三层沟通是必要的,涉及到我们研究结果的三组用户:科学家;决策者和应急管理机构;还有媒体和公众。

在向科学界提交结果时,我们始终发布科学报告,以便为另一个科学家提供足够的细节来记录归属研究,以便能够重现结果。如果对分析有新的方法论要素,我们还承诺将该研究提交到一个杂志,以进行全面审查。yabo亚博体育app下载

对于政策制定者,人道主义援助工作者和其他非科学专业观众,我们发现以书面形式传播归因调查的最有效方法是简报说明,总结了物理科学分析的关键点,详细阐述了脆弱性和曝光环境和曝光环境yabo亚博体育app下载亚慱彩票APP然后提供特定的推荐后续步骤,以增加这种类型的极端事件的弹性。

最后,为了通过媒体帮助公众,我们通常会准备一份新闻稿和/或网站新闻项目,这些项目传达了该研究的主要发现。除了物理科学结果之外,这些新闻稿通常还提供对促成事件的非亚慱彩票APP物理科学因素的非常简单的,客观描述。

结论

在过去的五年中,我们发现上面概述的步骤使我们能够提供关于极端事件如何 - 并且不受气候变化的影响的强大消息。

通过在几天或几周的时间内做出反应,我们能够在极端事件发生后,即人们最感兴趣和结果最相关的时候,迅速地向关键观众提供可靠的科学结果。

归因研究的结果可用于向未来极端事件的风险减少,以及提高对此的认识在不断变化的气候中的风险上升因此,减少温室气体排放是非常重要的。

重要的是,结果简单地是相关的,因为经常被问到问题 - 如果没有科学地回答,它将被彻底地回答。

van Oldenborgh,G. J.等人。(2021)极端事件归因,气候变化的途径和陷阱,DOI:10.1007 / S10584-021-03071-7

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