År 2050, USA kommer sannolikt att utsättas för ett större antal extrema klimathändelser, inklusive frekventa värmeböljor, längre torka och intensivare översvämningar, vilket kan leda till större risker för människors hälsa, ekosystemstabilitet och regionala ekonomier.

Denna potentiella framtid var slutsatsen att ett team av forskare från Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory, Istanbuls tekniska universitet, Stanford University och National Center for Atmospheric Research nåddes med hjälp av ORNL:s nu avvecklade Titan-superdator för att beräkna banorna för nio typer av extrema klimathändelser. Teamet baserade dessa beräkningar på National Oceanic and Atmospheric Administration National Centers for Environmental Information Climate Extremes Index, eller CEI.

Tidigare studier har visat effekten av en enda typ av extrem, såsom temperatur eller nederbörd, kan ha på breda klimatzoner över hela USA. detta team uppskattade de kombinerade konsekvenserna av många olika typer av extrema samtidigt och genomförde sin analys på länsnivå, ett unikt tillvägagångssätt som gav oöverträffade regionala och nationella klimatprognoser som identifierade de områden och befolkningsgrupper som mest sannolikt kommer att möta sådana svårigheter. Resultat från denna forskning publiceras i Jordens framtid .

"Vi beräknade befolkningsexponering i en 1-kilometers skala, som aldrig hade gjorts förut, för att ge mer exakta uppskattningar, "sade Moetasim Ashfaq, en klimatberäkningsvetare vid ORNL.

Teamet kombinerade en högupplöst klimatmodellensemble, CEI -uppskattningar för olika kategorier av extrema klimat, och framtida befolkningsprognoser för att simulera flera scenarier från mellanstatliga panelen för klimatförändringar, eller IPCC. Teamet baserade en sådan simulering på ett scenario som kallas Representation Concentration Pathway 8.5, som överväger hur klimatförhållandena sannolikt kommer att utvecklas om utsläppen av växthusgaser fortsätter att öka utan ingripande.

Enligt forskarnas uppskattningar, i genomsnitt, mer än 47 miljoner människor i landet utsätts årligen för extrema klimatförhållanden, och denna befolkningsexponering har ökat under de senaste decennierna. De förväntar sig att den rådande trenden kommer att fortsätta och räknar med att antalet exponerade kan fördubblas år 2050, vilket innebär att var tredje person skulle påverkas direkt. Beräknad befolkningstillväxt kan öka exponeringen ännu mer.

Utan att justera för någon förändring i befolkningsvanor, denna ökade exponering kan orsaka eller förvärra hälsoproblem. Till exempel, höga temperaturer kan förvärra kardiovaskulär, andnings- och andra medicinska tillstånd. Torka kan öka risken för smittsamma sjukdomsutbrott genom att minska luftkvaliteten och förorena vatten och matkällor.

Extrem värme kan också minska skörden, stör ekonomier som är beroende av jordbruk. Dessutom, dyra och farliga naturkatastrofer som skogsbränder och översvämningar kan lämna träd försvarslösa mot sjukdomar och insektsangrepp som kan förstöra hela ekosystem.

Forskarna analyserade sina resultat i jämförelse med en "referensperiod" som innehöll historiska simuleringsdata från 1980 till 2005, och de utformade sina simuleringar för att studera mänskliga bidrag till klimatprognoser. Som ett resultat, de årliga koncentrationerna av växthusgaser stämde överens i de historiska simuleringarna och i observationerna, men förekomsten av observerade naturliga klimatvariationer var inte det.

Bristen på anpassning i naturliga sätt att förändra klimatet, kombinerat med likheten mellan simulerade och observerade trender i exponering för klimat extremer, hjälpte teamet att dra slutsatsen att mänskligt beteende kan vara ansvarigt för den observerade ökningen av befolkningsexponeringen för extrema klimat i USA. dessa resultat förbättrade förtroendet för den beräknade fördubblingen av befolkningsexponeringen som teamet räknar med kommer att inträffa under de närmaste 30 åren om inte växthusgasnivåerna reduceras.

"Att se samma uppåtgående trend i antalet klimatextremer i våra historiska simuleringar och observationer tyder starkt på att dessa förändringar drivs av mänsklig aktivitet, "Sa Ashfaq.

Forskarna förbereder sig för att köra en ny uppsättning simuleringar baserade på nya scenarier för nästa IPCC -rapport, och deras befintliga data har redan införlivats i andra studier.

"Dessa samarbetsinsatser kan avslöja hur olika klimatextremer påverkar vissa områden och hjälpa till att bestämma vilka typer av policyer och strategier som kan minska för att förebygga eller minska skadorna, "Sa Ashfaq.