Extrema regn och översvämningar lämnade vägar av förstörelse genom samhällen runt om i världen i somras. Den senaste var i Tennessee, där preliminära data visar att rekordhöga 17 tum regn föll på 24 timmar, förvandla bäckar till floder som översvämmade hundratals hem och dödade minst 18 människor.

Många människor frågar:Var det klimatförändringar? Att svara på den frågan är inte så enkelt.

Det har alltid varit extremt väder, men den globala uppvärmningen orsakad av människor kan öka extremväders frekvens och svårighetsgrad. Till exempel, forskning visar att mänskliga aktiviteter som att bränna fossila bränslen otvetydigt värmer upp planeten, och vi vet från grundläggande fysik att varm luft kan hålla mer fukt.

För ett decennium sedan, forskare kunde inte med säkerhet koppla någon enskild väderhändelse till klimatförändringar, även om de bredare klimattrenderna var tydliga. I dag, Attributionsstudier kan visa om extrema händelser påverkades av klimatförändringar och om de kan förklaras enbart av naturlig variabilitet. Med snabba framsteg från forskning och ökad datorkraft, tillskrivning av extrema händelser har blivit en spirande ny gren av klimatvetenskapen.

Den senaste tillskrivningsstudien, släpptes 23 augusti, 2021, tittade på nederbörden från den europeiska stormen som dödade mer än 220 människor när översvämningar svepte genom Tyskland, Belgien, Luxemburg och Nederländerna i juli 2021.

Ett team av klimatforskare med gruppen World Weather Attribution analyserade den rekordstora stormen, dubbad Bernd, med fokus på två av de hårdast drabbade områdena. Deras analys fann att klimatförändringar orsakade av människor gjorde en storm av den svårighetsgraden mellan 1,2 och 9 gånger mer sannolikt än den skulle ha varit i en värld 1,2 grader Celsius (2,1 F) kallare. Planeten har värmts upp med drygt 1 C sedan den industriella eran började.

Liknande studier har ännu inte utförts på Tennessee-stormen, men det kommer de förmodligen att bli.

Så, hur kommer forskarna på det här? Som atmosfärsforskare, Jag har varit involverad i tillskrivningsstudier. Så här fungerar processen:

Hur fungerar tillskrivningsstudier?

Attributionsstudier omfattar vanligtvis fyra steg.

Det första steget är att definiera händelsens storlek och frekvens baserat på observationsdata. Till exempel, juli-nederbörden i Tyskland och Belgien slog rekord med stora marginaler. Forskarna fastställde att i dagens klimat, en sådan storm skulle inträffa i genomsnitt vart 400:e år i den större regionen.

Det andra steget är att använda datorer för att köra klimatmodeller och jämföra dessa modellers resultat med observationsdata. Att ha förtroende för en klimatmodells resultat, modellen måste realistiskt kunna simulera sådana extrema händelser i det förflutna och korrekt representera de fysiska faktorer som hjälper dessa händelser att inträffa.

Det tredje steget är att definiera grundmiljön utan klimatförändringar – i huvudsak skapa en virtuell värld av jorden som den skulle vara om inga mänskliga aktiviteter hade värmt upp planeten. Kör sedan samma klimatmodeller igen.

Skillnaderna mellan det andra och tredje steget representerar effekterna av mänskligt orsakade klimatförändringar. Det sista steget är att kvantifiera dessa skillnader i omfattningen och frekvensen av den extrema händelsen, med hjälp av statistiska metoder.

Till exempel, vi analyserade hur orkanen Harvey i augusti 2017 och ett unikt vädermönster interagerade med varandra för att producera den rekordstora regnstormen i Texas. Två tillskrivningsstudier fann att klimatförändringar orsakade av människor ökade sannolikheten för en sådan händelse med ungefär en faktor tre, och ökade Harveys nederbörd med 15 %.

En annan studie fastställde att den extrema värmen i västra Nordamerika i slutet av juni 2021 skulle ha varit praktiskt taget omöjlig utan mänskligt orsakade klimatförändringar.

Hur bra är tillskrivningsstudier?

Tillskrivningsstudiernas noggrannhet påverkas av osäkerheter förknippade med vart och ett av ovanstående fyra steg.

Vissa typer av händelser lämpar sig bättre för tillskrivningsstudier än andra. Till exempel, bland långtidsmätningar, temperaturdata är mest tillförlitlig. Vi förstår hur mänskligt orsakade klimatförändringar påverkar värmeböljor bättre än andra extrema händelser. Klimatmodeller är också vanligtvis skickliga på att simulera värmeböljor.

Även för värmeböljor, påverkan av mänskligt orsakade klimatförändringar på omfattningen och frekvensen kan vara helt olika, som fallet med den extraordinära värmeböljan över västra Ryssland 2010. Klimatförändringar visade sig ha haft minimal inverkan på omfattningen men betydande inverkan på frekvensen.

Det kan också finnas legitima skillnader i de metoder som ligger till grund för olika tillskrivningsstudier.

Dock, människor kan fatta beslut för framtiden utan att veta allt med säkerhet. Även när du planerar en bakgårdsgrill, man behöver inte ha all väderinformation.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.