Klimatförändringarna kommer att intensifiera vindarna som styr orkaner norrut över Texas under de sista 25 åren av detta århundrade, öka oddsen för snabbrörliga stormar som 2008 års Ike, jämfört med långsamma spelare som 2017 års Harvey, enligt ny forskning.

Studien, publicerad online 3 juli in Naturkommunikation , undersökt regionala atmosfäriska vindmönster som sannolikt kommer att finnas över Texas från 2075-2100 när jordens klimat förändras på grund av ökade växthusutsläpp.

Forskningen började i Houston när Harvey översvämmade staden med 30 till 40 tum regn under fem dagar. Rice University-forskare som red ut stormen började samarbeta med kollegor från Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och Harvard University för att undersöka om klimatförändringar skulle öka sannolikheten för långsamma regnmakare som Harvey senare under århundradet.

"Vi finner att sannolikheten för att ha starka nordliga styrvindar kommer att öka med klimatförändringarna, vilket betyder att orkaner över Texas kommer att vara mer benägna att röra sig som Ike än Harvey, " sade studiens huvudförfattare Pedram Hassanzadeh från Rice.

Harvey orsakade uppskattningsvis 125 miljarder dollar i skada, matchar 2005 års Katrina som den dyraste orkanen i USA:s historia. Ike präglades av kustnära översvämningar och kraftiga vindar som orsakade skador på 38 miljarder dollar i flera stater. Det var den näst dyraste orkanen i USA vid den tiden; den korsade Texas på mindre än ett dygn och orsakade rekordstora strömavbrott från Arkansas till Ohio följande dag.

Hassanzadeh, en vätskedynamiker och atmosfärisk modellerare, sa att fynden inte tyder på att långsamma stormar som Harvey inte kommer att hända; snarare, att stormar är mer benägna att vara snabbrörliga. Studien fann att chanserna att en orkan i Texas kommer att röra sig snabbt kommer att öka med cirka 50 procent under det sista kvartalet av 2000-talet, jämfört med sista kvartalet av 1900-talet.

"Dessa resultat är mycket intressanta, med tanke på att en tidigare studie som betraktade Atlanten som helhet noterade en trend för långsammare stormar under de senaste 30 åren, " sa studiemedförfattare Suzana Camargo från Lamont-Doherty. "Däremot, vår studie fokuserade på förändringar i slutet av 2000-talet och visar att vi måste överväga mycket mindre regionala skalor, eftersom deras trender kan skilja sig från genomsnittet i mycket större regioner."

Hassanzadeh sa att forskarna använde mer än ett dussin olika datormodeller för att producera flera hundra simuleringar. De fann att "alla var överens om en ökning av norrgående styrvindar över Texas." Styrvindar är starka strömmar i de nedre 10 kilometerna av atmosfären som förflyttar orkaner.

"Det händer inte mycket, i att studera klimatsystemet, att du får en så robust regional signal i vindmönster, " han sa.

Harvey var den första orkanen Hassanzadeh upplevde. Han hade flyttat till Houston året innan, och blev förbluffad av förstörelsen i slow motion som utspelade sig som svindlande, bäckar och floder i och runt staden toppade sina stränder.

Medförfattare Laurence Yeung, en atmosfärisk kemist, Hassanzadeh och två andra Rice-professorer vann ett av de första anslagen från Rice's Houston Engagement and Recovery Effort (HÄR), en forskningsfond Rice etablerad som svar på Harvey. Bidraget tillät Rice medförfattare Ebrahim Nabizadeh, en doktorand i maskinteknik, att arbeta i flera månader, analysera den första av hundratals datorsimuleringar baserade på storskaliga klimatmodeller.

Dagen Harvey kom i land, Hassanzadeh hade också nått ut till Columbias Chia-Ying Lee, en expert på både tropiska stormar och klimatnedskalning, procedurer som använder känd information i stor skala för att göra projektioner i lokal skala. Lee och Camargo använde information från de storskaliga simuleringarna för att göra en regional modell som simulerade stormarnas spår över Texas i ett värmande klimat.

"En utmaning med att studera effekterna av klimatförändringar på orkaner på regional nivå är bristen på data, sade Lee. I Columbia, vi har utvecklat en nedskalningsmodell som använder fysikbaserad statistik för att koppla storskaliga atmosfäriska förhållanden till formationen, rörelse och intensitet av orkaner. Modellens fysiska grund gjorde det möjligt för oss att redogöra för effekterna av klimatförändringar, och dess statistiska egenskaper gjorde det möjligt för oss att simulera ett tillräckligt antal Texas-stormar."

Hassanzadeh nådde också ut till den tropiska klimatdynamikern Ding Ma från Harvard för att få ett annat perspektiv. "Vi kunde visa att förändringar i två viktiga processer gick samman och resulterade i den starka signalen från modellerna, " sa mamma.

En av processerna var den atlantiska subtropiska hög, eller Bermuda hög, ett semipermanent högtrycksområde som bildas över Atlanten under sommaren. Den andra var den nordamerikanska monsunen, en ökning av nederbörd och åskväder över sydvästra USA och nordvästra Mexiko som vanligtvis inträffar mellan juli och september. Hassanzadeh sa att nya studier har visat att var och en av dessa förväntas förändras när klimatet värms upp.

Den subtropiska höjden är en medurs cirkulation i öster som förväntas intensifieras och förskjutas västerut, producerar mer nordliga vindar över Texas. Den nordamerikanska monsunen, västerut, producerar en medurs cirkulation högt upp i troposfären. Den cirkulationen förväntas försvagas, vilket resulterar i ökad, nordliga vindar på hög nivå över Texas, han sa.

Hassanzadeh sa att de ökade nordliga vindarna från både öst och väst "ger dig en stark förstärkande effekt över hela troposfären, upp till cirka 10 kilometer, över Texas. Detta har viktiga konsekvenser för rörelsen av framtida orkaner i Texas."

Modeller visade att effekten sträckte sig in i västra Louisiana, men bilden blev grumligare när forskarna tittade längre österut, han sa.

"Du har inte den starka signalen som du har över Texas, " sa Hassanzadeh. "Om du tittar på Florida, till exempel, det är mycket variation i modellerna. Detta visar hur viktigt det är att genomföra studier som fokuserar på klimatpåverkan i specifika regioner."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.