Екстремальна погода або екстремальні кліматичні події включають несподівану, незвичну, сувору або несезонну погоду; погода в крайніх місцях історичного розподілу - діапазон, який спостерігався в минулому. Часто екстремальні події базуються на фіксованій історії погоди місцевості і визначаються як лежання в найнезвичніших десяти відсотках.
Існують дані, що свідчать про те, що зміна клімату збільшує періодичність та інтенсивність деяких екстремальних погодних явищ. Впевненість у віднесенні екстремальних погодних та інших подій до антропогенних кліматичних змін є найвищою у змінах частоти або величини надзвичайних спекотних та холодних явищ, з певною впевненістю у збільшенні рясних опадів та збільшенні інтенсивності посухи.
Екстремальна погода має значний вплив на людське суспільство, а також на природні екосистеми. Наприклад, глобальний страховик Munich Re підрахував, що стихійні лиха спричиняють понад 90 мільярдів доларів глобальних прямих збитків у 2015 році.
Екстремальні погодні явища Теплові хвилі
Теплові хвилі - це періоди аномально високих температур та теплового індексу. Визначення теплової хвилі різняться через різницю температур у різних географічних місцях. Надмірна спека часто супроводжується високим рівнем вологості, але може бути і катастрофічно сухою.
Оскільки хвилі спеки не видно, як інші форми суворої погоди, такі як урагани, торнадо та грози, вони є однією з менш відомих форм екстремальної погоди. Сильна спека може пошкодити населення та сільськогосподарські культури через потенційну дегідратацію або гіпертермію, спазми, розширення тепла та тепловий удар. Висушені ґрунти більш сприйнятливі до ерозії, зменшуючи доступні для сільського господарства землі. Спалахи лісових пожеж можуть частішати, оскільки суха рослинність збільшує ймовірність займання. Випаровування водойм може бути руйнівним для морських популяцій, зменшуючи розмір наявних середовищ існування, а також кількість живлення, присутнього у водах. Також може зменшуватися поголів'я худоби та інших тварин.
Під час надмірної спеки рослини закривають пори свого листя (продихи), захисний механізм збереження води, але також зменшує здатність рослин поглинати. Це залишає більше забруднення та озону в повітрі, що призводить до вищої смертності населення. За підрахунками, додаткове забруднення спекотним літом 2006 року у Великій Британії коштувало 460 життів. За оцінками, європейські спекотні хвилі влітку 2003 року спричинили 30 000 надмірних смертей через тепловий стрес та забруднення повітря. Понад 200 міст США зареєстрували нові рекордно високі температури. Найстрашніша спекотна хвиля в США сталася в 1936 році і безпосередньо вбила понад 5000 людей. Найстрашніша спека в Австралії сталася в 1938–1939 рр., загинуло 438. Друга найгірша - у 1896 році.
Збої в електроенергії можуть також відбуватися в районах, що зазнають теплових хвиль через підвищену потребу в електроенергії (тобто використання кондиціонера). Ефект міського теплового острова може збільшити температуру, особливо протягом ночі.
Холодні хвилі
Холодна хвиля - явище погоди, яке відрізняється охолодженням повітря. Зокрема, як використовується Національною метеорологічною службою США, холодна хвиля - це швидке зниження температури протягом 24-годинного періоду, що вимагає суттєво підвищеного захисту сільського господарства, промисловості, торгівлі та соціальної діяльності. Точний критерій для хвилі холоду визначається швидкістю падіння температури та мінімумом, до якого вона падає. Ця мінімальна температура залежить від географічного регіону та пори року. Хвилі холоду, як правило, здатні виникати в будь-якому геологічному розташуванні і утворюються великими прохолодними повітряними масами, які накопичуються в певних регіонах, спричиненими рухами повітряних потоків.
Хвиля холоду може спричинити смерть та травми худоби та дикої природи. Вплив холоду вимагає більшого споживання калорій для всіх тварин, включаючи людей, і якщо хвиля холоду супроводжується сильним і стійким снігом, тварини, що пасуться, можуть не досягти необхідної їжі та води, а також загинуть від переохолодження або голоду. Хвилі холоду часто вимагають закупівлі кормів для худоби за значних витрат для фермерів. Людські популяції можуть зазнати обморожень при тривалому впливі холоду, що може призвести до втрати кінцівок або пошкодження внутрішніх органів.
Екстремальні зимові холоди часто спричиняють замерзання слабоізольованих водопровідних труб. Навіть якась погано захищена сантехніка в приміщенні може порватися, коли в них розширюється замерзла вода, що спричиняє матеріальну шкоду. Парадоксально, що пожежі стають більш небезпечними під час сильних холодів. Водопровідна мережа може порватися, а запаси води можуть стати ненадійними, що ускладнить гасіння пожежі .
Холодні хвилі, які приносять несподівані заморозки та заморозки протягом вегетаційного періоду в зонах середньої широти, можуть вбити рослини на ранніх та найбільш вразливих стадіях росту. Це призводить до неврожаю, оскільки рослини гинуть, перш ніж їх можна буде збирати економічно. Такі холодні хвилі спричинили голод. Хвилі холоду можуть також спричинити твердіння та замерзання частинок грунту, що ускладнює ріст рослин та рослинності в цих районах. Однією з крайнощів став так званий Рік без літа 1816 р. - один із кількох років у 1810-х рр., коли численні врожаї провалилися під час примхливих літніх похолодань після вивержень вулканів, що зменшили надходження сонячного світла.
Тропічні циклони
12 червня 2020 року Національне управління океану та атмосфери (NOAA) уряду США передбачило, що протягом XXI століття частота тропічних штормів та ураганів Атлантичного океану зменшиться на 25%, а їх максимальна інтенсивність зросте на 5%. До нового дослідження тривала десятиліття дискусія щодо можливого збільшення тропічних циклонів як ефекту зміни клімату. Однак у спеціальному звіті МГЕЗК з приводу екстремальних подій SREX зазначається, що «існує низька впевненість у будь-якому спостережуваному довгостроковому (тобто 40 і більше років) збільшенні активності тропічного циклону (тобто інтенсивності, частоти, тривалості) після обліку минулі зміни у можливостях спостереження». Збільшення щільності населення збільшує кількість постраждалих людей та шкоду, заподіяну подією певної тяжкості. У минулому Всесвітня метеорологічна організація та Агенція з охорони довкілля США повязували зростання екстремальних погодних явищ зі зміною клімату, як і Hoyos et al. (2006), пишучи, що збільшення кількості ураганів категорії 4 та 5 безпосередньо пов'язане із підвищенням температури. Carlos D. Hoyos, Paula A. Agudelo, Peter J. Webster, Judith A. Curry. Deconvolution of the Factors Contributing to the Increase in Global Hurricane Intensity. Retrieved on 13 April 2007. Подібним чином Керрі Емануель у «Nature» пише, що витрата потужності урагану сильно корелює з температурою, що відображає кліматичні зміни. Emanuel, K.A. (2005): "Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years" . Nature
Моделювання ураганів дало подібні результати, виявивши, що урагани, змодельовані в теплих умовах із високим вмістом СО 2, є більш інтенсивними, ніж у сучасних умовах. Томас Натсон і Роберт Е. Тулея з NOAA заявили в 2004 р., що потепління, спричинене парниковими газами, може призвести до зростаючої частоти руйнівних штормів категорії 5. Thomas R. Knutson, et al., Journal of Climate, Impact of CO2-Induced Warming on Simulated Hurricane Intensity and Precipitation: Sensitivity to the Choice of Climate Model and Convective Parameterization , 15 Sept. 2004. Retrieved March 4, 2007. Веккі і Соден виявляють, що зсув вітру, збільшення якого діє для гальмування тропічних циклонів, також змінюється в модельних прогнозах зміни клімату. Прогнозується збільшення зсуву вітру в тропічній Атлантиці та Східній частині Тихого океану, пов'язане з уповільненням циркуляції Уокера, а також зменшення зсуву вітру в західній та центральній частині Тихого океану. Дослідження не заявляє про чистий вплив на урагани Атлантичного та Східного Тихого океану потепління та зволоження атмосфер, а також прогнозоване за моделями збільшення зсуву атлантичного вітру.
Дослідження та спроможність Ранні дослідження в екстремальну погоду були зосереджені на твердженнях про передбачення певних подій, сучасні дослідження більше зосереджувались на приписуванні причин тенденціям подій. Зокрема, основна увага приділяється зміні клімату поряд з іншими причинними факторами цих подій.
Визначення екстремальної погоди різниться в різних частинах наукового співтовариства, змінюючи результати досліджень з цих областей. Взагалі кажучи, одну подію в екстремальну погоду не можна віднести до якоїсь однієї причини; однак певні загальносистемні зміни глобальних погодних систем можуть призвести до збільшення частоти або інтенсивності екстремальних погодних явищ.
У звіті Національних академій наук, техніки та медицини за 2016 рік рекомендується інвестувати в вдосконалені спільні практики в галузі, що працюють над дослідженнями атрибуції, покращуючи зв'язок між результатами досліджень та прогнозуванням погоди.
Оскільки в цій галузі проводиться більше досліджень, вчені почали досліджувати зв’язок між зміною клімату та екстремальними погодними явищами та можливі наслідки в майбутньому. Значна частина цієї роботи проводиться за допомогою кліматичного моделювання. Кліматичні моделі дають важливі прогнози щодо майбутніх характеристик атмосфери, океанів та Землі, використовуючи дані, зібрані в наш час. Однак, хоча кліматичні моделі є життєво важливими для вивчення більш складних процесів, таких як зміна клімату або закислення океану, вони все ще є лише наближеними. Більше того, погодні події є складними і не можуть бути пов’язані з однією особливою причиною - часто є багато змінних атмосфери, таких як температура, тиск або волога, які слід відзначити на додаток до будь-яких впливів зміни клімату або природної мінливості.
Важливим записом екстремальних погодних явищ є зібрана статистика з усього світу, яка може допомогти вченим та політикам краще зрозуміти будь-які зміни погоди та кліматичних умов. Ця статистика також може вплинути на кліматичне моделювання. Статистика свідчить про збільшення екстремальних погодних явищ протягом 1900-х та до 2000-х років.
У звіті, опублікованому Управлінням ООН зі зменшення ризику катастроф (UNDRR), було продемонстровано, що протягом 2000-2019 рр. було зареєстровано близько 6681 кліматичних подій порівняно з 3656 кліматичними подіями, повідомленими протягом 1980-1999 рр. У цьому звіті «подія, пов’язана з кліматом», стосується повені, шторму, посухи, зсувів, екстремальних температур (наприклад, хвиль спеки чи замерзання) та пожеж; він виключає такі геофізичні події, як виверження вулканів, землетруси або масові переміщення. Хоча є дані про те, що мінливий глобальний клімат, такий як підвищення температури, впливав на частоту екстремальних погодних явищ, найістотніші наслідки можуть виникнути в майбутньому. Тут корисні кліматичні моделі, оскільки вони можуть імітувати, як атмосфера може поводитися з часом і які кроки потрібно вжити сьогодні, щоб пом'якшити будь-які негативні зміни.
Звичайно, є помилки, пов’язані із статистичними даними. Повідомлення про втрати або втрати, що надмірно або недостатньо, можуть призвести до неточності впливу екстремальних погодних умов. Оскільки наука і техніка вдосконалювались протягом двадцятого та двадцять першого століть, деякі дослідники пояснюють збільшення екстремальних погодних явищ більш надійними системами звітності. Також можна аргументувати різницю в тому, що кваліфікується як «екстремальна погода» в різних кліматичних системах. Однак звіт UNDRR показує, що, хоча деякі країни зазнали більших наслідків, екстремальні погодні явища збільшились на всіх континентах. Сучасні дані та кліматичні моделі показують, що підвищення глобальної температури посилить екстремальні погодні явища по всьому світу, тим самим посилюючи людські втрати, збитки та економічні витрати та руйнування екосистеми.