Hurrikan Helene verursacht tödliche und zerstörerische Überschwemmungen als es am 26. und 29. September 2024 durch den Südosten fegte. Über einen weiten Teil des westlichen North Carolina, wo es kam zu den schlimmsten ÜberschwemmungenDie Niederschlagsmenge überstieg die durchschnittlich zu erwartende Menge nur einmal alle 1.000 Jahre.
Aber es war nicht der erste 1000-jährige Regensturm in North Carolina in diesem Jahr. Mitte September ein unbenannter, langsamer Sturm produzierte mehr als einen Fuß Niederschlag näher an der Atlantikküste. Dieser Sturm überschwemmte Gebiete war bereits vom Tropensturm Debby durchnässt worden im August.
Als Atmosphärenforscher Und LandesklimatologenWir glauben, dass es wichtig ist, dass die Öffentlichkeit das Risiko versteht, dass extreme Ereignisse auftreten können. Dies gilt insbesondere, da der Klimawandel die Bedingungen verändert, die Stürme erzeugen und fördern. Hier erfahren Sie, wie Wissenschaftler Sturmwahrscheinlichkeiten berechnen und warum Ereignisse wie ein 1000-jähriger Sturm an manchen Orten viel häufiger auftreten können, als dieser Begriff vermuten lässt.
Die Zukunft auf der Grundlage der Vergangenheit vorhersagen
Schätzungen der Niederschlagswiederkehrperioden – wie lange es im Durchschnitt zwischen Stürmen einer bestimmten Größe vergehen wird – stammen von der US National Oceanic and Atmospheric Administrationdie Heimat des Nationalen Wetterdienstes. NOAA veröffentlicht diese Prognosen in einer Reihe von Berichten mit dem Titel Atlas 14. Architekten und Ingenieure nutzen sie, um Gebäude, Dämme, Brücken und andere Anlagen so zu konstruieren, dass sie starken Regenfällen standhalten.
Die Schätzungen nutzen vergangene Niederschlagsdaten, um zu berechnen, wie häufig Regenfälle unterschiedlicher Größe an bestimmten Orten auftreten. An Orten, an denen über Jahrzehnte historische Niederschlagsbeobachtungen gesammelt wurden, ist es möglich, die Regenmenge, die durchschnittlich ein- oder zweimal pro Jahr überschritten wird, mit sehr hoher Zuverlässigkeit zu berechnen.
Mithilfe statistischer Methoden schätzen Experten dann ab, wie häufig größere Regenmengen auftreten würden. Je größer die Beträge, desto ungenauer werden die Berechnungen. Dennoch ist es möglich, sehr seltene Regenereignisse vernünftig abzuschätzen.
Die Ergebnisse sind durchschnittliche Wahrscheinlichkeiten, dass an einem bestimmten Ort in einem bestimmten Jahr eine bestimmte Menge Regen fallen wird. Wenn ein Sturm, der innerhalb von 24 Stunden 6 Zoll (15 Zentimeter) Regen produziert, eine Wahrscheinlichkeit von 1 % hat, in jedem Jahr aufzutreten, dann würden wir davon ausgehen, dass ein solcher Sturm einmal in 100 Jahren auftritt, sodass seine Wiederkehrperiode 100 beträgt Jahre. Man kann davon ausgehen, dass ein Ereignis mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,1 % in einem bestimmten Jahr durchschnittlich einmal in 1.000 Jahren auftritt, daher wird es als 1.000-Jahres-Ereignis bezeichnet.
Es ist nicht „eins und fertig“
Das Problem mit Begriffen wie 100-Jahres-Ereignis oder 1.000-Jahres-Ereignis besteht darin, dass viele Menschen sie hören und annehmen, dass damit gemeint ist, dass ein weiterer Sturm dieser Größe erst in den nächsten 99 oder 999 Jahren auftreten sollte. Das ist eine vernünftige Schlussfolgerung, aber sie ist falsch. Jeder Sturm ist ein individuelles Ereignis. Nur weil einer ungewöhnlich groß wird, heißt das nicht, dass ein weiterer Sturm ein Jahr später nicht auch die Wahrscheinlichkeit übersteigen kann.
Stellen Sie sich vor, Sie würfeln. Die Wahrscheinlichkeit, ein Paar Sechser zu werfen, ist gering – gerade so 1 von 36oder etwas weniger als 3 %. Wenn Sie jedoch erneut würfeln, ändern sich die Chancen nicht – sie sind für diesen Wurf dieselben wie für den vorherigen.
Eine genauere Möglichkeit, die Sturmwahrscheinlichkeit zu kommunizieren, besteht darin, über die jährliche Überschreitungswahrscheinlichkeit nachzudenken – die Wahrscheinlichkeit, dass in einem einzelnen Jahr ein Regenschauer einer bestimmten Größe auftreten könnte. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein 1000-Jahres-Sturm in jedem Jahr auftritt, liegt bei 0,1 % und die Wahrscheinlichkeit, dass er im nächsten und im darauffolgenden Jahr erneut auftritt, ist gleich hoch.
Da die USA ein großes Land sind, sollten wir jedes Jahr mit einer Reihe von Regenfällen mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,1 % rechnen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Sturm an einem bestimmten Ort auftritt, ist äußerst gering, die Wahrscheinlichkeit, dass er irgendwo auftritt, ist jedoch um einiges höher.
Anders ausgedrückt: Selbst wenn es unwahrscheinlich ist, dass Sie an Ihrem Standort einen 1.000-jährigen Sturm erleben, wird es wahrscheinlich jedes Jahr irgendwo im Land 1.000-jährige Stürme geben.
In verschiedenen Gebieten gibt es unterschiedliche Arten von Stürmen
In der realen Welt sind tatsächliche Regenstürme nicht zufällig verteilt; Sie sind das Ergebnis atmosphärischer Prozesse wie Gewitter und Hurrikane, die durch verursacht werden lokale und regionale Klimamuster. Eine Karte tatsächlicher 1000-jähriger Regenstürme würde also Cluster zeigen, die Hurrikane entlang der Ostküste, atmosphärische Flüsse entlang der Westküste und Gewitterkomplexe in den Great Plains widerspiegeln, wo sich Gewittersysteme bilden.
Sturmarten sind wichtig, weil sie unterschiedlich lange dauern. Fast alle seltenen einstündigen Extremregenereignisse sind mit Gewittern verbunden, während solche, die 48 oder 72 Stunden andauern, häufig durch Hurrikane oder deren Überbleibsel verursacht werden.
In North Carolina und South Carolina, die häufig von Hurrikanen und tropischen Stürmen heimgesucht werden, kam es in den letzten Jahren zu zahlreichen extremen Regenfällen. Dazu gehören Rekordregenfälle im Oktober 2015 in South Carolina; Hurrikan Matthew im Jahr 2016; Hurrikan Florence im Jahr 2018; der oben erwähnte namenlose Sturm im September 2024; und jetzt Hurrikan Helene.
Tatsächlich haben seit 2002 die drei Stürme in den USA, die in den größten Gebieten Niederschläge der Stärke 1.000 Jahre verursacht haben, alle die Carolinas getroffen: der Sturm vom Oktober 2015, Florence und Helene.
Laden der Wetterwürfel
Warum haben in nur wenigen Jahren so viele Stürme die Carolinas heimgesucht, die historisch und statistisch gesehen äußerst selten sein sollten? Es gibt zwei Hauptgründe, die miteinander zusammenhängen.
Erstens erfordert die Schätzung der Wahrscheinlichkeit seltener Ereignisse immer größere Datenmengen. Der Atlas 14 der NOAA wurde für die Carolinas zuletzt im Jahr 2006 aktualisiert, und für diese Berechnungen wurden nur Daten bis zum Jahr 2000 verwendet.
Je mehr Stürme auftreten und je mehr Daten gesammelt werden, desto robuster werden die Schätzungen. Angesichts der Tatsache, dass zuverlässige Niederschlagsmessungen nur etwa 100 Jahre zurückreichen, ist die tatsächliche Wahrscheinlichkeit, dass in den Carolinas so viel Regen fällt möglicherweise unterschätzt worden bis jetzt.
Zweitens gehen diese Statistiken davon aus, dass sich das Klima nicht ändert, aber wir wissen, dass es so ist. Vor allem in küstennahen Regionen nimmt die Häufigkeit heftiger Regenfälle zu durch den vom Menschen verursachten Klimawandel zugenommen. Wärmere Luft kann mehr Feuchtigkeit speichern und wärmere Ozeane liefern diese Feuchtigkeit als Treibstoff für starke Regenfälle.
Infolgedessen kommt es aufgrund des Klimawandels zu Regenfällen, die bisher äußerst selten waren etwas wahrscheinlicher. Auch wenn die Carolinas in den letzten Jahren besonders viel Pech hatten, stehen die Chancen auch immer stärker im Zeichen stärkerer Regenfälle – ein Trend, der die Notfallvorsorge und den Wiederaufbau vor große Herausforderungen stellt.
NOAA entwickelt sich derzeit weiter Atlas 15die aktuelle Schätzungen mit neueren Daten aktualisieren und die Auswirkungen des Klimawandels berücksichtigen wird. Die Agentur plant außerdem, ihre Schätzungen einer entsprechenden Menge namens zu modernisieren wahrscheinlicher maximaler NiederschlagDies ist eine Schätzung des schlimmsten Niederschlags, der an einem Ort auftreten könnte.
Ingenieure verwenden diese Schätzungen, um große kritische Anlagen wie Staudämme zu entwerfen, die den Überschwemmungen standhalten können, die im schlimmsten Fall zu Regenfällen an ihren Standorten führen würden. North Carolina hat eine eigene Version von Atlas 15 entwickelt, da die Verkehrsinfrastruktur dringend geplant werden muss, um mehr Veranstaltungen wie Florence und Helene bewältigen zu können.
Diese Aktualisierungen stellen Informationen bereit, die für verwendet werden können bessere Planung und Entscheidungsfindung. Dennoch werden extreme Regenfälle weiterhin eine große Gefahr darstellen und erhebliche Auswirkungen auf viele US-Gemeinden haben.
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