Ny forskning från Arizona State och Stanford University utökar meteorologiska studier som förutsäger globala uppvärmningstrender och värmeböljor, lägga till faktorer som härrör från människor i ekvationen.

Processen kvantifierar den förändrade statistiken över temperaturutvecklingen före den globala uppvärmningen i början av 1900-talet och de senaste värmeböljornas händelser för att fungera som tidiga varningssignaler för potentiella katastrofala förändringar. Dessutom, studien illustrerar kontrasten mellan tidiga varningssignaler i städer och på landsbygden för extrema värmeböljor.

Spåra signaturerna före evenemanget, eller vändpunkter, av den ökande frekvensen och intensiteten av värmeextremer kommer att stödja utvecklingen av motåtgärder för att återställa klimatsystemets motståndskraft.

"Många studier har identifierat sådana förändringar i klimatsystem, som det plötsliga slutet av istiden, sa Chenghao Wang, en tidigare ASU-forskare nu vid Institutionen för geosystemvetenskap vid Stanford University. "Dessa kvalitativa förändringar har vanligtvis tidiga varningssignaler flera tusen år före dem."

"Vi upptäckte liknande signaler i händelser mycket kortare än tidigare studier, ", sa Chenghao Wang. "Vi fann att tidiga varningssignaler också existerar före global uppvärmning och värmeböljor på en tidsskala av år och dagar."

Förutom globala historiska temperaturdata, teamet spårar aktuella temperaturvariationer från flygplatsens väderstationer. Om det är onormalt varmt, jämfört med 30 års rekord, under minst tre dagar i följd, det anses vara en värmebölja.

"Denna metod är inte bara användbar för att förutsäga extrema väderhändelser under de närmaste dagarna eller veckorna, sa Zhihua Wang, en ASU miljö- och vattenforskningsteknisk docent. "Den observerar mänskliga inducerade variationer och kommer att stödja förutsägelser under de kommande decennierna eller till och med seklet." Zhihua Wang fungerar också som meddirektör för klimatsystemforskning vid ASU:s National Center of Excellence on Smart Materials for Urban Climate and Energy.

Uppkomsten av tidiga varningssignaler före värmeböljor ger nya insikter om de underliggande mekanismerna (t.ex. möjlig återkoppling via interaktioner mellan land och atmosfär). Särskilt, med tanke på den ökande frekvensen och intensiteten av extrema värme, Resultaten kommer att underlätta utformningen av motåtgärder för att reservera tippningen och återställa klimatsystemens motståndskraft.

Enligt Zhihua Wang, denna metod skapar en "helt ny gräns" för att utvärdera hur saker som global energiförbrukning och, omvänt, införandet av grön infrastruktur i städerna, påverkar klimatförändringarna. "Vi ersätter inte befintliga utvärderingsverktyg, " sa han. "Datan finns redan där. Det gör det möjligt för oss att bedöma vilka åtgärder som påverkar."

Baserat på studieresultaten, forskare antar att grönare städer, eller användning av offentliga landskaps- och skogsbruksprojekt, tillsammans med tillräcklig bevattning, kan främja omvänd tippning.

Förutom Chenghao Wang och Zhihua Wang, laget inkluderade uppgångsstadiet Linda Sun från Horace Greely High School i Chappaqua, NY.