En ny Stanford-studie avslöjar att ett vanligt vetenskapligt tillvägagångssätt för att förutsäga sannolikheten för framtida extrema väderhändelser genom att analysera hur ofta de inträffade i det förflutna kan leda till betydande underskattningar – med potentiellt betydande konsekvenser för människors liv.

Stanfords klimatforskare Noah Diffenbaugh fann att förutsägelser som endast förlitade sig på historiska observationer underskattade med ungefär hälften av det faktiska antalet extremt varma dagar i Europa och Östasien, och antalet extremt blöta dagar i USA, Europa och Östasien.

Pappret, publicerad 18 mars in Vetenskapens framsteg , illustrerar hur även små ökningar av den globala uppvärmningen kan orsaka stora ökningar av sannolikheten för extrema väderhändelser, särskilt värmeböljor och kraftiga regn. De nya resultaten som analyserar klimatförändringarnas kopplingar till oöverträffade väderhändelser kan bidra till att göra global riskhantering effektivare.

"Vi ser år efter år hur den ökande förekomsten av extrema händelser orsakar betydande effekter på människor och ekosystem, "Sade Diffenbaugh. "En av de största utmaningarna för att bli mer motståndskraftig mot dessa extremer är att exakt förutsäga hur den globala uppvärmningen som redan har skett har förändrat oddsen för händelser som faller utanför vår historiska erfarenhet."

En föränderlig värld

I årtionden, ingenjörer, markanvändningsplanerare och riskhanterare har använt historiska väderobservationer från termometrar, regnmätare och satelliter för att beräkna sannolikheten för extrema händelser. Dessa beräkningar – avsedda att informera projekt som sträcker sig från bostadsutveckling till motorvägar – har traditionellt förlitat sig på antagandet att risken för extremer kunde bedömas med hjälp av endast historiska observationer. Dock, en uppvärmning av världen har gjort många extrema väderhändelser mer frekventa, intensiv och utbredd, en trend som sannolikt kommer att förstärkas, enligt den amerikanska regeringen.

Forskare som försöker isolera påverkan av klimatförändringar orsakade av människor på sannolikheten och/eller svårighetsgraden av enskilda väderhändelser har stått inför två stora hinder. Det finns relativt få sådana händelser i det historiska dokumentet, försvårar verifiering, och den globala uppvärmningen förändrar atmosfären och havet på ett sätt som redan kan ha påverkat oddsen för extrema väderförhållanden.

Förutspått kontra observerat extremväder

I den nya studien, Diffenbaugh, Kara J. Foundation professor vid Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap, återbesökt tidigare tidningar om extrema händelser som han och hans kollegor hade publicerat de senaste åren. Diffenbaugh undrade om han kunde använda frekvensen av rekordstora väderhändelser från 2006 till 2017 för att utvärdera de förutsägelser som hans grupp hade gjort med hjälp av data från 1961 till 2005. Han fann i vissa fall att den faktiska ökningen av extrema händelser var mycket större än vad som hade gjorts. förutspåtts.

"När jag först tittade på resultaten, Jag hade en sjunkande känsla av att vår metod för att analysera dessa extrema händelser kunde vara helt fel, sa Diffenbaugh, som också är Kimmelman Family senior fellow vid Stanford Woods Institute for the Environment. "Som det blev, Metoden fungerade faktiskt väldigt bra för den period som vi ursprungligen hade analyserat – det är bara det att den globala uppvärmningen har haft en riktigt stark effekt under det senaste decenniet."

Intressant, Diffenbaugh fann också att klimatmodeller kunde mer exakt förutsäga den framtida förekomsten av rekordsättande händelser. Samtidigt som vi erkänner att klimatmodeller fortfarande innehåller viktiga osäkerheter, Diffenbaugh säger att studien identifierar potentialen för nya tekniker som inkluderar både historiska observationer och klimatmodeller för att skapa mer exakta, robusta riskhanteringsverktyg.

"De goda nyheterna, " Diffenbaugh sa, "är att dessa nya resultat identifierar en verklig potential för att hjälpa beslutsfattare, ingenjörer och andra som riskerar att integrera effekterna av den globala uppvärmningen i sina beslut."