En studie från University of Otago har gett den första detaljerade analysen av atmosfäriska floder och deras inverkan på väderhändelser i Nya Zeeland.

Atmosfäriska floder är smala korridorer av koncentrerad fukt i atmosfären. I genomsnitt finns det bara tre till fem atmosfäriska floder på varje halvklot, täcker bara 10 procent av jordens omkrets på mitten av latitud men står för 90 procent av fukttransporten i samma region.

Ett färskt exempel på en betydande väderhändelse orsakad av en atmosfärisk flod var den 25 mars, 2019 -storm som sköljde bort Waiho -bron nära Franz Josef på Nya Zeelands sydkust västkust. Det producerade den högsta totala nederbörden någonsin under en 48-timmarsperiod i Nya Zeelands registrerade historia (1086 mm).

"Denna översvämning orsakades av en av de mest extrema atmosfäriska floder som observerats över Nya Zeeland, flyttar otroliga mängder fukt mycket snabbt genom atmosfären, sträcker sig över 4000 km och täcker stora delar av Nya Zeelands sydön, " säger huvudförfattaren Hamish Prince, som avslutade denna studie som en del av sin Masters in Geography under överinseende av medförfattare, Docent Nicolas Cullen, från University of Otago.

Denna extrema fuktplym producerade över en meter regn på 48 timmar på västkusten, resulterade i ett dödsfall, miljoner dollar i skada, och undantagstillstånd utropas.

"Förstå de klimatprocesser som kontrollerar atmosfäriska floder, och hur man förutsäger dem varje vecka, säsong, och årliga tidsramar kan hjälpa till att mildra skador och förluster från sådana påverkande händelser, " tillägger Mr Prince.

Cirka 40 atmosfäriska floder landar i Nya Zeeland varje år, med cirka 20 svaga, 10 till 15 klassas som rang ett (nedre delen av skalan) och ungefär fyra eller fem är starka, förekommer främst under sommaren. De mest påverkande atmosfäriska floderna inträffar ungefär en gång vart femte år, dock, bevis tyder på att dessa påverkande händelser kan bli mer frekventa och intensivare i ett värmande klimat.

"I mycket grundläggande termer, ett av resultaten av ett varmare klimat är en fuktigare atmosfär. Med mer fukt i atmosfären förväntas frekvensen och omfattningen av atmosfäriska floder som landar i Nya Zeeland att öka. Ökningen av extrem nederbörd förväntas dock inte ske lika över hela landet, med indikationer på att de atmosfäriska flodernas landföringsläge håller på att förskjutas söderut i Nya Zeeland, " säger Mr Prince.

Forskningen fann att atmosfäriska floder hade störst inverkan på sydöns västkust, står för mycket av det kraftiga regn som vanligtvis ses där. Med denna jämförelseundersökning, Atmosfäriska floder kan övervakas för att identifiera förändringar i deras beteende när vädret fortsätter att påverkas av klimatförändringar.

"Vår studie har visat att atmosfäriska floder är ansvariga för den stora majoriteten av extrem nederbörd i Nya Zeeland - tillsammans med över 50 procent av all nederbörd - så att förstå vad som driver dessa händelser är grundläggande för planering för extremt väder och hantering av sötvattenresurser i Nya Zeeland, " säger Mr Prince.

Dessa effekter kan vara både fördelaktiga och farliga, med Mr Prince (en 2020 New Zealand Fulbright Scholar), nu också anställd vid University of California, San Diego, Scripps Institution of Oceanography Center for Western Weather and Water Extremes undersöker förutsägbarheten och den ekonomiska effekten av atmosfäriska floder. Han har ytterligare ambitioner att studera dessa extrema väderhändelser i Nya Zeeland genom modelleringseffekter som ökat flöde i floder som matar reservoarer (vattenkraft, jordbruks), eller undersöka hur skadliga dessa händelser kan vara när det gäller hot mot liv och egendom.

Studien, "En klimatologi av atmosfäriska floder i Nya Zeeland, "har publicerats i Journal of Climate . Denna forskning stöddes av University of Otago och University of California, San Diego med samarbete från NIWA.

"Förmågan att automatiskt upptäcka och förstå hur allvarliga atmosfäriska floder är innan de landar är ett lovande verktyg för att minska effekterna av dessa stormar, särskilt på sydöns västkust där dessa händelser är vanliga men inte alltid farliga, " säger medförfattaren Dr. Jono Conway, en hydrologisk prognosforskare vid NIWA.

Docent Cullen säger att forskningen också ger en viktig byggsten för att bedöma effekten av extrema väderhändelser på stora snöfall under vintern i södra Alperna, samt betydande glaciärsmältningshändelser under sommaren.