En utvärdering av väderradarmätningar visar att i östra Medelhavet minskar den totala mängden regn med stigande temperaturer. Men medan stormarna försvagas, konvektiva regnceller – den främsta orsaken till naturliga faror i regionen – intensifieras.

I vårt område av världen, stormar som kännetecknas av kraftiga regn är främst ett sommarfenomen. Dessa stormar utvecklas enligt ett fastställt mönster:under dagen, solen värmer upp jordens yta och detta stimulerar avdunstning. Den fuktiga luften stiger sedan och svalnar till där vattenångan kondenserar, bildar moln. Om den uppåtgående strömmen är snabb, cumulonimbusmoln kan nå höjder på många kilometer inom några timmar. Dessa moln släpper ofta lös en kort, våldsamt skyfall i ett begränsat område, vilket kan leda till översvämningar och jordskred.

Mängden nederbörd följer en fysisk princip, varvid under idealiska förhållanden och i genomsnitt över hela världen, regnintensiteten ökar med sju procent för varje grad av temperaturhöjning. Det betyder att teoretiskt sett bör kraftiga regn bli ännu kraftigare i ett varmare klimat.

En exceptionell serie mätningar

ETH-forskare från ordföranden för hydrologi och vattenresurser, ledd av postdoktor Nadav Peleg, undersökt en ovanligt lång serie mätningar för att fastställa hur de rumsliga och tidsmässiga egenskaperna hos enskilda extrema nederbördsceller är relaterade till temperatur.

Forskarna använde ETHs stordator Euler för att utvärdera en massiv datauppsättning från ett israeliskt väderradarsystem. Detta radarsystem användes av meteorologer under en period av 25 år för att mäta – kontinuerligt i tid och rum – högupplöst regn i den östra Medelhavsregionen; den var tillräckligt exakt för att fånga även lokaliserade regnceller. Forskarna tog hänsyn till alla regnmätningar i ett temperaturområde på 5 till 25 grader Celsius – temperaturer som de som råder i östra Medelhavet på våren och hösten.

Deras studie, som just har publicerats i Journal of Hydrometeorology, visar också sambandet mellan lufttemperatur och andra egenskaper hos stormar, såsom den rumsliga homogeniteten av nederbörd.

Toppintensiteterna ökar linjärt

Från deras analyser, ETH-forskarna kunde bekräfta att i den östra Medelhavsregionen ökar toppintensiteten för extrema regn vid högre temperaturer. Dock, vid 4,3 procent per grad Celsius, denna ökning är lägre än det teoretiska genomsnittet baserat på den fysiska principen som beskrivs ovan.

Tills nu, det har varit tvist om huruvida sjuprocentssatsen gäller för regionen, med andra forskare som rapporterade att extrema nederbörd i östra Medelhavet till och med skulle minska med ökande temperatur. Dock, i sina studier, den tidsmässiga och rumsliga upplösningen av regnmätningen var lägre.

Peleg och hans kollegor konstaterade också att arean av enskilda nederbördsceller ofta blev mindre vid högre temperaturer, och att nederbörden fördelades olika över stormen:konvektiva processer flyttar den tillgängliga fukten i atmosfären från områden med låg nederbördsintensitet till områden med hög nederbördsintensitet. "I ett värmande klimat, risken för lokala översvämningar i regionen har potential att öka, " förklarar Peleg.

Trender, inte förutsägelser

Men Peleg vill inte dra några slutsatser om det framtida varmare klimatet enbart från nuvarande klimatobservationer. "Data hänvisar till det nuvarande klimatet och illustrerar trenderna under de senaste 25 åren, " betonar han. Hur klimatet kommer att förändras och nederbördsregimen med det är inte så klart." För att exakt förutsäga framtida förändringar i förekomsten av extrema stormar, du behöver högupplösta klimatmodeller."

Ändå, han anser att resultaten är viktiga för policy och beslutsfattare. I allmänhet, extrem nederbörd i östra Medelhavsområdet kommer sannolikt att intensifieras. "Forskningsresultaten hjälper till att bättre bedöma det framtida klimatets inverkan på vattentillgången eller naturrisker - särskilt lokala stormar och översvämningar, säger väderforskaren.

I ett uppföljningsprojekt, Peleg och hans ETH-kollegor planerar att undersöka hur extremt regn förändras i tid och rum i Schweiz. "Eftersom topografin i landet är mycket komplex, det här kan visa sig vara en svår nöt att knäcka."