Em setembro de 2013, fortes tempestades atingiram o Colorado com prolongadas, chuva pesada, resultando em pelo menos nove mortes, 1, 800 evacuações e 900 casas destruídas ou danificadas. A tempestade de oito dias despejou mais de 17 polegadas de chuva, fazendo com que o rio Platte alcance níveis de inundação mais altos do que já registrados.

A severidade das tempestades, que também ocorreu de forma incomum no final do ano, atraiu o interesse de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, que se especializaram no estudo de condições climáticas extremas. Em muitos casos, sua pesquisa mostrou que tais eventos se tornam mais intensos em um clima mais quente.

Em um artigo publicado online em 18 de julho, 2017 em Extremos de tempo e clima , a equipe relata que as mudanças climáticas atribuídas à atividade humana tornaram a tempestade muito mais severa do que teria ocorrido de outra forma.

"A tempestade estava tão forte, tão intenso, que os modelos climáticos padrão que não resolvem detalhes em escala fina foram incapazes de caracterizar a precipitação severa ou o padrão meteorológico de grande escala associado à tempestade, "disse Michael Wehner, um cientista do clima na Divisão de Pesquisa Computacional do laboratório e co-autor do artigo.

Os pesquisadores então se voltaram para uma estrutura diferente usando o modelo regional de Pesquisa e Previsão do Tempo para estudar o evento em mais detalhes. O grupo usou o modelo disponível publicamente, que pode ser usado para prever o tempo futuro, para "retransmitir" as condições que levaram aos dias 9 a 16 de setembro, Inundações de 2013 em torno de Boulder, Colorado. O modelo permitiu que estudassem o problema com mais detalhes, dividindo a área em quadrados de 12 quilômetros.

Eles executaram 101 retransmissões de duas versões do modelo:uma baseada em condições atuais realistas que leva em conta as mudanças induzidas pelo homem na atmosfera e as mudanças climáticas associadas, e um que removeu a parte da mudança climática observada atribuída às atividades humanas. A diferença entre os resultados foi então atribuída a essas atividades humanas. Descobriu-se que a influência humana aumentou a magnitude das chuvas fortes em 30 por cento. Os autores descobriram que esse aumento resultou em parte da capacidade de uma atmosfera mais quente de reter mais água.

“Este evento foi típico em termos de como a tempestade enviou água para a área, mas era incomum em termos de quantidade de água e tempo, "disse o co-autor Dáithí Stone, também do Berkeley Lab. "Sabemos que a quantidade de água e ar pode conter aumentos de cerca de 6 por cento por aumento de grau Celsius, o que nos levou a esperar que as chuvas fossem 9-15 por cento mais altas, mas, em vez disso, descobrimos que era 30% maior. "

Os resultados deixaram a equipe perplexa inicialmente, pois as respostas estavam se tornando mais complicadas do que originalmente postulado - a tempestade foi mais violenta em termos de vento e chuva.

"Esperávamos que o ar úmido atingindo a cordilheira estivesse 'empurrando' a água para fora do ar, "disse o autor principal Pardeep Pall." O que não tínhamos percebido é que a própria chuva também estaria 'puxando' mais ar para dentro. O ar sobe conforme está chovendo, e isso, por sua vez, puxou mais ar de baixo, que estava molhado, produzindo mais chuva, fazendo com que mais ar suba, puxando mais ar, e assim por diante."

A maior precipitação, por sua vez, levou a mais inundações e mais danos. Fotos da tempestade mostraram muitos carros destruídos ou encalhados enquanto estradas e pontes foram destruídas. Os danos às estradas foram estimados em US $ 100-150 milhões.

"O aumento da precipitação foi maior do que o aquecimento sozinho teria previsto, "Disse Stone." Usando o modelo dinâmico local, descobrimos que a "tempestade que foi" foi mais violenta do que a "tempestade que poderia ter sido", algo que não havíamos hipotetizado. "

Christina Patricola, coautor e cientista pesquisador da Divisão de Ciências Climáticas e Ecossistêmicas do laboratório, que estava trabalhando na Texas A&M durante o estudo, disse que entender as condições meteorológicas extremas é importante porque a maneira como vivenciamos o clima, por exemplo, por meio de danos relacionados ao clima, tende a ser dominado por climas extremos. Contudo, a natureza de tais eventos também é difícil de entender porque são muito raros. Estudos de atribuição de eventos, como o descrito no artigo, podem ajudar a melhorar o entendimento.

Os autores enfatizaram que o estudo não se destina a prever tais eventos no futuro.

"Este foi um evento muito raro e continua sendo, e não estamos fazendo previsões com este trabalho, "Stone disse." O evento exato não vai acontecer novamente, mas se obtivermos o mesmo tipo de padrão climático em um clima ainda mais quente do que o de hoje, então podemos esperar que despeje ainda mais chuva. "Mas, além do aumento da quantidade de precipitação, Wehner acrescenta, "este estudo aumenta nossa compreensão de como os vários processos em tempestades extremas podem mudar à medida que o clima geral esquenta." Apesar do entendimento obtido por meio deste estudo, muitas perguntas sobre eventos climáticos extremos permanecem.

"Nossa estrutura de modelagem climática abre a porta para a compreensão de outros tipos de eventos climáticos extremos, "disse Patricola." Agora estamos investigando como os humanos podem ter influenciado os ciclones tropicais. Os avanços na supercomputação tornam viável a execução de simulações que podem revelar o que está acontecendo dentro das nuvens de tempestade. "

Os modelos foram executados como parte da Caracterização Calibrada e Sistemática, Atribuição, e projeto de Detecção de Extremos (CASCADE) no Laboratório de Berkeley. Os modelos foram executados em supercomputadores no National Energy Research Scientific Computing (NERSC) Center, um DOE Office of Science User Facility localizado no Berkeley Lab.