En historisk 120 år gammal datauppsättning tillåter forskare att bekräfta vad datamodelleringssystem har förutspått om klimatförändringar:Klimatförändringar ökar nederbördshändelser som orkaner, tropiska stormar och översvämningar.

Forskare analyserade ett kontinuerligt register som hållits sedan 1898 över tropiska cyklonlandfall och nederbörd i samband med kuststormar i North Carolina. De fann att sex av de sju högsta nederbördshändelserna i det rekordet har inträffat under de senaste 20 åren, enligt studien.

"North Carolina har en av de tropiska cyklonernas högst nedslagszoner i världen, och vi har dessa noggrant bevarade register som visar oss att de senaste 20 årens nederbördshändelser har varit borta från kartorna, sade Hans Paerl, Kenan professor i havs- och miljövetenskap vid UNC-Chapel Hill Institute of Marine Sciences.

Paerl är huvudförfattare på tidningen, "Den senaste tidens ökning av katastrofala tropiska cyklonöversvämningar i kustnära North Carolina, USA:Långtidsobservationer tyder på ett regimskifte, " publicerad 23 juli i Nature Research's Vetenskapliga rapporter .

Tre stormar under de senaste 20 åren – orkanerna Floyd, Matthew och Florence – resulterade i onormalt stora översvämningar. Sannolikheten för att dessa tre översvämningshändelser inträffar under en så kort tidsperiod är 2 %, enligt studien.

Denna frekvens antyder att "tre extrema översvämningar till följd av tropiska cyklonhändelser med hög nederbörd under de senaste 20 åren är en konsekvens av den ökade fuktbärande förmågan hos tropiska cykloner på grund av det uppvärmande klimatet, ", sa studien.

Förutom det växande antalet stormar och översvämningar, en ökande global befolkning förvärrar problemet genom att driva upp utsläppen av växthusgaser, leder till höjningar av havstemperaturen, avdunstning och efterföljande ökningar av nederbörd i samband med tropiska cykloner.

Tilltagande nederbörd

North Carolina har sett en ökning av oöverträffat höga nederbörd sedan slutet av 1990-talet. Staten har också sett en ökning av högre nederbörd från tropiska cykloner under de senaste 120 åren, enligt studien.

"Priset vi betalar är att vi måste hantera ökande nivåer av katastrofala översvämningar, " Sade Paerl. "Kustvattendelar måste absorbera mer regn. Låt oss gå tillbaka till orkanen Floyd 1999, som översvämmade hälften av kustslätten i North Carolina. Sedan, vi hade orkanen Matthew 2016. Nyligen hade vi orkanen Florence 2018. Dessa händelser orsakar en enorm mängd mänskligt lidande, ekonomiska och ekologiska skador."

En del av den skadan kommer från hur ofta stormar drabbar kusten, sa Paerl. Denna frekvens innebär att samhällen och ekosystem utmanas med återuppbyggnad och återhämtning innan nästa storm slår till. Stormarna i sig behöver inte vara intensiva, massiva orkaner, sa Paerl. En kategori 1-storm med intensivt regn kan orsaka enorma mängder skador.

Den ökande nederbörden innebär att mer avrinning går till flodmynningar och kustvatten, som Neuse River mynning, och nedströms Pamlico Sound, USA:s näst största flodmynningskomplex och en viktig plantskola för fiske i sydost. Mer avrinning innebär mer organiskt material och förluster av näringsämnen från jorderosion, jordbruksmark och djurverksamhet, stadskärnor och spolning av träsk och våtmarker. Detta scenario ökar överbelastningen av organiskt material och näringsämnen som ekosystemen inte kan bearbeta tillräckligt snabbt för att undvika skadliga algblomningar, hypoxi, fisk och skaldjur dödar.

Ökande befolkning

Dessutom, North Carolinas befolkning växer. Staten har mer än 10,3 miljoner invånare, enligt 2018 års amerikanska folkräkningsdata. 1990, North Carolina hade 6,6 miljoner invånare.

"Vi är delvis ansvariga för vad som händer i samband med utsläpp av fossila bränslen som leder till global uppvärmning, " Sade Paerl. "Havet är en enorm reservoar som absorberar värme och ser mer avdunstning. Med mer avdunstning kommer mer nederbörd."

Tidigare forskning från Paerls team har visat att kraftiga nederbördshändelser och tropiska stormar leder till att mer organiskt material överförs från land till hav. Eftersom dessa material bearbetas och bryts ner av flodmynningar och kustvatten, mer koldioxid genereras och ventileras tillbaka upp i atmosfären, där det kan lägga till redan stigande koldioxidnivåer. Dessa effekter kan pågå i veckor till månader efter en storms passage.

"Vi kan hjälpa till att minimera de skadliga effekterna av en "ny normal" av blötare stormhändelser, ", sa Paerl. "Budda förluster av organiskt material och näringsämnen genom vegetativa buffertar runt jordbruksmarker och utvecklade områden som är benägna att avrinna dagvatten, minimera utvecklingen i översvämningsslätter och undvika spridning av gödningsmedel under orkansäsongen, och att minska utsläppen av växthusgaser är positiva steg som vi alla kan bidra till."