Stoleté bouřkové přílivy v Bangladéši se stanou běžnými každých pár desetiletí

Tropické cyklóny, hurikány vznikající nad tropickými oceány, mohou cestovat přes pevninu a zaplavovat pobřežní oblasti. Nejextrémnější cyklóny mohou vytvářet ničivé bouřkové přílivy – mořskou vodu, která je zvýšená přílivem a vlnami na pevninu, což způsobuje katastrofální povodně v pobřežních oblastech. Nová studie vědců z MIT zjistila, že s oteplováním planety se opakování ničivých bouřkových přílivů v jedné z nejvíce postižených oblastí světa zvýší desetinásobně.

Ve studii publikované v časopise One Earth vědci uvádějí, že v hustě obydlené pobřežní zemi Bangladéš se událost, která se dříve vyskytovala jednou za 100 let, může do konce století opakovat každých 10 let – nebo častěji.

V budoucnosti, kdy se bude nadále spalovat fosilní paliva, se bouřkové přílivy, které byly kdysi považovány za katastrofické a vyskytující se jednou za století, budou v Bangladéši vyskytovat v průměru jednou za desetiletí. A bouřkové přílivy, které se vyskytovaly zhruba každé desetiletí, budou pravděpodobně bít pobřeží země častěji, každých několik let.

Bangladéš je jednou z nejhustěji osídlených zemí na světě, s více než 171 miliony lidí žijících v oblasti přibližně o velikosti státu New York. Země je historicky zranitelná vůči tropickým cyklónám, protože se jedná o nížinnou deltu, která je snadno zaplavována bouřemi a zažívá monzunové období. Některé z nejničivějších povodní na světě nastaly v Bangladéši, kde se zemědělskému hospodářství stále obtížněji zotavuje.

Studie také zjistila, že Bangladéš pravděpodobně zažije tropické cyklóny, které se překrývají s několikaměsíčním monzunovým obdobím. Doposud se cyklóny a monzuny vyskytovaly v různých obdobích roku. Ale jak se planeta otepluje, modelování vědců ukazuje, že cyklóny se posunou do monzunového období, což způsobí povodně za sebou v celé zemi.

„Bangladéš je velmi aktivní v přípravě na klimatická rizika, ale problém je v tom, že vše, co dělají, je víceméně založeno na tom, co vidí v současném klimatu,“ říká spoluautor studie Sai Ravela, hlavní výzkumný pracovník na katedře věd o Zemi, atmosféře a planetárních vědách MIT (EAPS). „Teď vidíme téměř deseti násobný nárůst opakování ničivých bouřkových přílivů téměř kdekoli se v Bangladéši podíváte. To nelze ignorovat. Takže si myslíme, že je na čase říct, že se musí zastavit a přehodnotit, jak se proti těmto bouřím chránit.“

Ravelovy spoluautory jsou Jiangchao Qiu, postdoktorand na EAPS, a Kerry Emanuel, emeritní profesor atmosferické vědy na MIT.

Výška přílivů

V posledních letech Bangladéš významně investoval do příprav na bouře, například do zlepšení svého systému včasného varování, opevnění vesnických náspů a zlepšení přístupu k komunitním úkrytům. Tyto přípravy však byly obecně založeny na současné frekvenci bouří.

V této nové studii si tým MIT kladl za cíl poskytnout podrobné projekce extrémních rizik bouřkových přílivů, které jsou povodňové události, kde přílivové efekty zesilují cyklónem indukovanou bouřkovou vlnu, v Bangladéši v různých scénářích oteplování klimatu a projekcích vzestupu hladiny moře.

„Mnoho z těchto událostí se děje v noci, takže přílivy hrají opravdu silnou roli v tom, kolik další vody můžete získat, v závislosti na tom, jaký je příliv,“ vysvětluje Ravela.

Pro vyhodnocení rizika bouřkového přílivu tým nejprve použil metodu fyzikálně založeného zmenšování měřítka, kterou Emanuelska skupina poprvé vyvinula před více než 20 lety a od té doby ji používá ke studiu hurikánové aktivity v různých částech světa. Tato technika zahrnuje model globálního oceánu a atmosféry s nízkým rozlišením, který je vložen do modelu s jemnějším rozlišením, který simuluje povětrnostní vzorce podrobně jako jediný hurikán. Vědci poté rozptýlili „semenné“ hurikány v oblasti zájmu a spustili model dopředu, aby pozorovali, která semena rostou a kdy dopadají na pevninu.

Do zmenšeného modelu vědci zahrnuli hydrodynamický model, který simuluje výšku bouřkové vlny, vzhledem k vzoru a síle větru v době dané bouře. Pro každou simulovanou bouři tým také sledoval přílivy, stejně jako vlivy vzestupu hladiny moře, a tyto informace zahrnul do numerického modelu, který vypočítal bouřkový příliv, nebo výšku vody, s přílivovými účinky, jak bouře dopadá na pevninu.

Extrémní překrytí

S tímto rámcem vědci simulovali desítky tisíc potenciálních tropických cyklónů v blízkosti Bangladéše, v několika budoucích klimatických scénářích, od těch, které se podobají současnosti, až po ty, ve kterých svět zažije další oteplování v důsledku pokračujícího spalování fosilních paliv. Pro každou simulaci zaznamenali maximální bouřkové přílivy podél pobřeží Bangladéše a zaznamenali frekvenci bouřkových přílivů různých výšek v daném klimatickém scénáři.

„Můžeme se podívat na celý soubor simulací a říci, že pro tento bouřkový příliv řekněme 3 metry jsme viděli tolik bouří, a z toho můžete zjistit relativní frekvenci tohoto typu bouří,“ říká Qiu. „Toto číslo můžete poté převést na dobu návratu.“

Doba návratu je doba, za kterou bouře určitého typu znovu dopadne na pevninu. Bouře, která je považována za „stoletou událost“, je obvykle silnější a ničivější a v tomto případě vytváří extrémnější bouřkové přílivy a proto i katastrofálnější povodně ve srovnání s desetiletou událostí.

Z jejich modelování Ravela a jeho kolegové zjistili, že v případě zvýšeného globálního oteplování se bouře, které byly dříve považovány za stoleté události, produkující nejvyšší hodnoty bouřkových přílivů, mohou opakovat každých deset let nebo méně do konce století. Také pozorovali, že ke konci tohoto století se tropické cyklóny v Bangladéši vyskytnou v širším sezónním okně, potenciálně se v některých letech překrývají se sezónním monzunovým obdobím.

„Pokud přijde monzunový déšť a nasytí půdu, pak přijde cyklón a problém se tím zhorší,“ říká Ravela. „Lidé nebudou mít žádnou oddech mezi extrémní bouří a monzunem. Existuje tolik kombinovaných a kaskádovitých efektů mezi oběma. A to se objevuje pouze proto, že dochází k oteplování.“

Ravela a jeho kolegové používají své modelování, aby pomohli expertům v Bangladéši lépe vyhodnocovat a připravovat se na budoucnost s rostoucím rizikem bouří. A říká, že klimatická budoucnost Bangladéše není v některých ohledech jedinečná pro tuto část světa.

„Tento příběh klimatických změn, který se odehrává v Bangladéši určitým způsobem, se bude odehrávat jiným způsobem jinde,“ poznamenává Ravela. „Možná tam, kde jste, je příběh o teplotním stresu, nebo zesilování sucha, nebo lesních požárů. Nebezpečí je jiné. Ale základní katastrofický příběh není tak odlišný.“

Tento výzkum je částečně podporován projektem MIT Climate Resilience Early Warning Systems Climate Grand Challenges, projektem Jameel Observatory JO-CREWSNet, projektem MIT Weather and Climate Extremes Climate Grand Challenges a Schmidt Sciences, LLC.