由阿尔贡国家实验室的约翰·斯皮奇里制作
一个额外的热带气旋，或称东北风，笼罩着美国东海岸
阿尔贡研究人员正试图根据气候变化预测它们未来的频率和强度
信用:国家海洋和大气管理局国家环境卫星、数据和信息服务 阿贡开发的高分辨率模型预测了气候变化对冬季降临东北的温带风暴的影响
这些天，我们期望关于气候变化的研究能够说明一些令人沮丧的结果
干旱更加普遍，野火更加频繁，飓风更加强大
但是最近一项关于东北风强度和频率增加的可能性的研究结果——大西洋寒冷季节出现的风暴事件——更倾向于中等强度
它看起来像是气候地平线上的一个亮点
然后一个“然而”以北切萨皮克湾和特拉华湾的形式出现在数据中
“我们发现，在美国东北部的许多地方，在凉爽季节的几个月里，平均每1-3年就会出现一次极端沿海海平面的下降，”美国海岸和地球物理学家威廉·普林格尔说
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能源部阿贡国家实验室
“但是在切萨皮克湾和特拉华湾地区的上部，我们发现强烈的内陆跟踪风暴增加，导致水位上升，可能会对这部分海岸造成更大的损害
" 普林格尔领导着一个阿尔贡研究小组，他们对东北风进行建模
技术上称为温带气旋，风暴影响美国东北部从马萨诸塞州到北卡罗莱纳州，从11月到3月，产生风暴潮，可能导致严重的洪水
该团队希望确定气候变化是否会在这些风暴的演变以及它们在未来几十年可能产生的风暴潮中发挥重要作用
研究结果可以帮助东海岸的城市和地区制定策略，限制相关事件造成的损害
这项研究发表在《地球的未来》杂志上，是对美国电话电报公司研究的后续研究，旨在了解美国各地冬季和夏季风暴的变化
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阿贡气候建模专业知识和超级计算资源帮助这家电信巨头开发了一种工具，帮助预测气候变化对其基础设施的影响
这项新研究与类似研究的不同之处在于结合了几个阿尔贡开发的高分辨率模型预测
与美国电话电报公司的预测一样，一些预测已经应用于未来的干旱、野火、飓风和其他与天气有关的事件
许多全球气候模型提供了广阔的大面积中风视野，但它们没有捕捉到驱动更多局部天气模式的动力
阿贡的研究人员使用美国能源部的超级计算机，以高得多的分辨率运行区域气候和沿海海洋模型
普林格尔指出，这种结合有助于他们对气旋频率和强度以及相关风暴潮进行更详细的评估
“这也是我们第一次使用高分辨率气候模型加上高分辨率沿海洪水模型来进行这些计算，”Argonne气候建模领域的主要专家之一Rao Kotamarthi说
“我们的气候计算以12公里的分辨率运行，然后以50米的极高分辨率驱动海岸模型
" 12公里的分辨率比传统的100公里气候模型提供了更多的细节
分辨率为50米的模型虽然计算成本很高，但却揭示了更多以前无法实现的局部特征
事实上，他们能够逐个县地确定沿海地区的风暴潮会更高还是更低
“例如，这篇论文描述了波士顿苏塞克斯郡将会发生什么，”科塔玛蒂补充道
“因此，当我们仔细观察特拉华州和切萨皮克湾地区时，我们能够准确指出风暴潮洪水的增加
" 使这项研究与众不同的另一个因素是对沿海海洋物理的考虑，这种研究通常不使用沿海海洋物理
例如，研究人员传统上只关注风暴潮——被风暴推向岸边的水墙——普林格尔的团队则关注风暴潮加上潮汐——沿海海平面每天的上升和下降
普林格尔说:“我们用正常潮汐和天气事件之间不同的随机时间进行了多次模拟。”
“这将产生不同的峰值，取决于它是与涨潮还是退潮对齐
" 因为这个地区的潮汐非常大，所以潮汐的大小可能与巨浪的大小相似，甚至更大
这可能会产生一个更强，可能更危险的风暴潮，这取决于它们何时对齐
区域气候模型还发展了对大气条件的预测，如风和压力，它们在可能决定这种风暴强度的天气模式中起着重要作用
分辨率为50米的海岸模型利用这些信息来捕捉更详细的当地现象，如风暴潮和海岸水位
根据你在世界上的位置，天气会受到当地地形和许多其他因素的影响
研究小组成员、阿贡大气和地球科学家王佳莉指出，例如，密歇根湖对芝加哥周围风型的影响方式不同于湖东部的位置
但要正确理解这种区别，需要阿尔贡模型提供的分辨率
王说:“如果你在伊利诺伊州或中西部使用100公里乘100公里的网格单元，你只能得到几个网格单元，这只能给你在一个大区域上平滑的投影。”
“在12公里处，小得多的网格单元可以让你放大并看到工作中的局部现象
" 在一个正在进行的项目中，该团队正在以更精细的4公里尺度计算气候预测，这使得他们能够更详细地描述物理学
除此之外，潮汐天气计时组合让研究人员对极端水位变化预测的不确定性有了更好的了解
在那些出现不确定性的地方，团队将回去做更多的模型模拟，以了解他们可能缺少的一些交互
例如，模型可能需要根据全球变暖造成的预期海平面上升进行调整
根据研究小组的论文，海平面上升可能比本世纪末风暴潮的变化更大
普林格尔指出，尽管有些细微差别，但基于冬季风暴气候学的峰值水位的差异，与我们可能预期的海平面上升的差异相比，通常是很小的
“总的来说，我们确实看到了一些证据，表明开阔大西洋沿岸的县略有减少，而像特拉华湾和切萨皮克湾这样的大岛屿地区的县有所增加，那里的风暴正在向内陆移动，”他说
总的来说，这些温带风暴的统计数据变化并不明显，不会显示未来比现在更有可能发生大的风暴潮事件
好消息？ “这是中立的消息，”普林格尔打趣道
“但我们不应该自满地对待它
" 这项研究的标题是“21世纪美国东北海岸冷季风暴潮的预计变化”
“作者包括阿贡的普林格尔、王和科塔马提；基思·J
纽约石溪大学的罗伯茨
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