En nyligen genomförd studie av NASA och flera partners har uppskattat, för första gången, den globala påverkan av atmosfäriska floder på översvämningar och torka, samt antalet människor som påverkas av dessa atmosfäriska fenomen.

Atmosfäriska floder är relativt långa, smal, kortlivade luftstrålar som transporterar vattenånga över betydande delar av jordens hav på mitten av latitud, till kontinenterna och in i jordens polarområden.

Tidigare studier insåg att atmosfäriska floder kan ha djupgående effekter på nederbörd, översvämningar och snöpackningar på land – gemensamt känd som hydrologi – men dessa studier var begränsade till mycket specifika regioner. Den nya studien är ett första försök att fastställa hur omfattande atmosfäriska floder påverkar den globala hydrologin.

Som tropiska cykloner, atmosfäriska floder är en form av extremt väder som påverkar många delar av världen. Den nya studien uppskattar försiktigt att, i genomsnitt, minst 300 miljoner människor runt om i världen utsätts varje år för översvämningar och torka kopplade till atmosfäriska floder. Och medan andelen av jordens befolkning som påverkas av atmosfäriska flodstormar är relativt liten, deras effekter är ganska betydande.

Studieförfattarna fann att globalt, nederbörd från atmosfäriska floder bidrar med 22 procent av det totala vattnet som strömmar över jordens landytor. I vissa regioner—såsom Nordamerikas väst- och östkust; Sydöstra Asien; och Nya Zeeland – det bidraget kan överstiga 50 procent. Dessa effekter kommer från bara en handfull atmosfäriska flodstormar varje år. Runt världen, på platser där deras inflytande är starkast, Atmosfäriska floder gör översvämningar och torka mycket mer sannolika – vilket ökar förekomsten av översvämningar med 80 procent i dessa områden, medan deras frånvaro kan öka förekomsten av torka med upp till 90 procent.

Tidigare forskning om atmosfäriska floder fokuserade till stor del på två typer av påverkan från dessa system. Först, tidiga studier på 1990-talet noterade att dessa stormar är ansvariga för den stora majoriteten av vattenånga som transporteras till jordens högre breddgrader, bidra till att forma klimatet och vattnets kretslopp i polarområdena. Andra, de flesta studier av atmosfäriska floder under det senaste decenniet har i första hand fokuserat på de effekter de medför för västra Nordamerika och västra Europa. Studierna fann att atmosfäriska floder är ansvariga för de flesta översvämningshändelser, såväl som återhämtning från torka, i dessa regioner, och även att bara ett dussin eller så stormar tappar 40 procent av Kaliforniens årliga vattenförsörjning.

"Detta nya arbete kvantifierar de potentiella effekterna av atmosfäriska floder på viktiga sötvattenmängder, som snöpack, markfuktighet och förekomsten av torka och översvämningar över hela världen, " sa studiens medförfattare Duane Waliser, chefsforskare för direktoratet för geovetenskap och teknik vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. "Fynden ger extra drivkraft för att överväga förbättringar av våra observations- och modelleringssystem som används för att förutsäga atmosfäriska floder."

För denna forskning, forskarna använde en databas med atmosfäriska floder (som tidigare utvecklats av studiens medförfattare) för att modellera mängden vatten som dessa fuktbelastade jetstrålar bidrar till variationer i strömflödet, jordfuktighet och snöpackning. Nästa, de identifierade regioner där atmosfäriska floder spelar en viktig roll för att påverka översvämningar och torka. De beräknade sedan antalet människor som exponerades för dessa hydrologiska faror på grund av atmosfäriska floder.

"Genom att införliva demografiska data i vår studie, vi har funnit att, globalt, ett stort antal människor utsätts för faror som härrör från atmosfäriska floder, " sa studieförfattaren Homero Paltan. (Paltan är för närvarande doktorand vid University of Oxford i England, men började arbeta med studien under en sommarpraktik på JPL 2016.) "De har en betydande inverkan som vi bara börjar förstå och mäta."

Medan många områden upplever antingen torka eller översvämningar som effekter av atmosfäriska floder, Paltan sa, på några ställen, floder kan medföra båda dessa faror. Till exempel, människor på den iberiska halvön (i Spanien och Portugal), norra Iran, Yellow River Valley i Kina, och områden i Australien och Nya Zeeland kan vara utsatta för torka som den Kalifornien nyligen upplevde. "Men samtidigt, i dessa och andra områden runt om i världen, Atmosfäriska floder utgör också en stor källa till översvämningsrisk."

Forskningen publicerades nyligen online av tidskriften Geofysiska forskningsbrev .