Monsunsäsongen ger nu mer extrem vind och regn till centrala och sydvästra Arizona än tidigare, enligt ny forskning som leds av University of Arizona.

Även om det nu är färre stormar, de största monsunstormarna ger kraftigare regn och starkare vindar än monsunstormarna för 60 år sedan, forskarna rapporterar.

"Monsunen är det största hotet mot vädret i Arizona. Dammstormar, vind, plötslig översvämning, mikroburst – det är de saker som är omedelbara faror för liv och egendom, " sa medförfattaren Christopher Castro, en UA docent i hydrologi och atmosfäriska vetenskaper.

Forskarna jämförde nederbördsrekord från 1950-1970 med de från 1991-2010 för Arizona. De använde också dessa register för att verifiera att deras klimatmodell genererade realistiska resultat.

"Detta är en av de första studierna som tittar på långsiktiga förändringar i monsunnederbörd, " sa Castro. "Vi dokumenterade att ökningen av extrem nederbörd är geografiskt fokuserad söder och väster om Mogollon-kanten – och det inkluderar Phoenix."

Regionen Arizona med mer extrema stormar inkluderar Bullhead City, Kingman, Phoenix storstadsområdet, Colorado River Valley och Arizonas låga öknar, inklusive städerna Casa Grande, Gila Bend, Ajo, Lukeville och Yuma.

Tohono O'odham-reservatet, Luke Air Force Base, Barry Goldwater Air Force Range och Yuma Proving Ground finns också i regionen med mer extremt monsunväder.

Tucson ligger strax utanför zonen med mer extrema stormar.

Att ha mindre frekventa men mer intensiva stormar är i linje med vad som förväntas över hela världen på grund av klimatförändringar, Sa Castro.

"Vårt arbete visar att det verkligen gäller för monsunen i Arizona, " han sa.

När forskarna jämförde resultaten från klimat- och vädermodeller med de faktiska observationerna, modellen med en upplösning på mindre än 1,5 miles återgav exakt nederbördsdata. Det gjorde inte modellerna med upplösningar på 10 miles eller mer.

"Du kan helt enkelt inte lita på att grövre simuleringar representerar förändringar i hårt väder. Du måste använda den högupplösta modellen, sa Castro.

Förste författare Thang M. Luong genomförde forskningen som en del av sitt doktorandarbete vid UA. Han är nu postdoktor vid King Abdullah University of Science and Technology i Thuwal, Saudiarabien.

Pappret, "Den mer extrema naturen hos nordamerikansk monsunnederbörd i sydvästra USA som avslöjats av en historisk klimatologi av simulerade svåra väderhändelser, "av Luong, Castro, Hsin-I Chang och Timothy Lahmers vid UA Department of Hydrology and Atmospheric Sciences och David K. Adams och Carlos A. Ochoa-Moya från Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., publicerades 3 juli i den tidiga onlineupplagan av Journal of Applied Meteorology and Climatology .

Det amerikanska försvarsdepartementets strategiska miljöforsknings- och utvecklingsprogram och Universidad Nacional Autónoma de México PAPIIT finansierade forskningen.

Forskarna ville identifiera risker från extremt väder under varma årstider, särskilt de till försvarsdepartementets installationer i den amerikanska sydväst.

Befintliga globala och regionala klimatförändringsmodeller representerar inte den nordamerikanska monsunen väl i varken säsongsprognoser eller klimatprognoser, skrev forskargruppen.

Att titta på den genomsnittliga nederbörden under hela monsunsäsongen visar inte om monsunstormarna blir mer allvarliga nu jämfört med för 60 år sedan, Sa Castro.

Därför Luong, Castro och deras kollegor letade efter extrema regnhändelser under 1950-1970 jämfört med 1991-2010. Den genomsnittliga nederbörden var ungefär densamma, men 1991-2011 hade fler stormar med mycket kraftiga regn.

"Vad som händer i förändringarna till extremerna skiljer sig mycket från vad som händer i förändringarna av medelvärdet, " sa Castro. "Stora stormar, kraftiga översvämningar – vi fick reda på att de här typerna av extrema nederbördshändelser blir mer intensiva och blir mer intensiva medvind mot bergskedjorna."

Teamet testade en vanlig datormodell av atmosfären för att försöka replikera de historiska förändringarna i monsunstormens intensitet. Modellen, liknande den som används av National Weather Service för prognoser, ger resultat som liknar det som skulle observeras på radar- eller satellitbilder genom att realistiskt simulera den fysiska strukturen hos monsunåskväder.

En viktig innovation inom UA -forskningen var detaljnivån; teamet testade flera olika upplösningsnivåer. Endast genom att använda den höga upplösningen på 1,5 miles kunde modellen replikera den faktiska nederbörden som registrerats för de två 20-årsperioder som jämförs.

De registrerade uppgifterna visade bara nederbörd. De högupplösta modellerna indikerade att regnigare monsunstormar åtföljdes av högre vindar och fler nedbrott.

"Eftersom modellerna får nederbörden rätt, det ger oss förtroende för att modellerna får vindarna rätt, för, sa Castro.

Han sa att i Phoenix, monsunstormar brukade vara sent på kvällen men inträffar nu tidigare.

Tidsförskjutningen gör stormarna farligare, han sa, noterar att "det är när folk är mer benägna att vara ute på vägarna."

Lagets nästa steg, Castro sa, undersöker om den nordamerikanska monsunen förändras i Mexiko.