去年颶風桑迪在紐約市造成的毀滅性洪水是該市有記錄以來最大的風暴潮。儘管颶風桑迪被認為是百年一遇的事件——一個世紀只會襲擊某個地區一次的風暴——但一項新的研究發現，全球變暖可能會在2100年之前，每隔一年就給美國墨西哥灣和東海岸帶來類似的破壞性風暴潮。
強風暴會產生高浪和風暴潮，兩者結合可以侵蝕海灘和沙丘，並淹沒沿海社群。風暴潮是主要由強風推動的在風暴前方的海水。在陸地上，風暴潮可以在幾分鐘內上升數英尺。高浪在風暴潮之上移動，而波峰會使海平面進一步升高。
研究人員將極端事件稱為“卡特里娜”，以紀念2005年淹沒墨西哥灣沿岸的颶風。一項新的模型預測，如果氣候變暖3.6華氏度（2攝氏度），類似卡特里娜颶風的風暴潮將每隔一年發生一次。
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該研究結果發表在3月18日出版的《美國國家科學院院刊》上，結果表明，這將是自1923年以來發生頻率的10倍，自那以後，每20年就會發生一次卡特里娜級別的風暴潮。
2009年，世界各國同意努力將氣候變化限制在2100年之前增加2攝氏度，但最近的研究表明，氣溫可能在本世紀末上升7.2華氏度（4攝氏度）。
但是，丹麥哥本哈根大學的氣候科學家、該研究的主要作者阿斯拉克·格林斯泰德表示，卡特里娜式風暴潮增加10倍並不一定會轉化為災難增加10倍。“每一個卡特里娜級別的事件不一定都會成為卡特里娜級別的災難。這完全取決於明智的規劃，”他告訴我們的神奇星球。
溫暖的海域會產生更強的風暴
科學家們知道，更溫暖的海洋將改變大西洋產生颶風的方式。更多的熱量意味著更多的能量，許多模型預測全球變暖將帶來更大、更強的風暴，儘管模型情景之間的細節有所不同。但格林斯泰德表示，這些模型可能會因颶風觀測方法的改變而產生偏差，例如從飛機和輪船轉為使用衛星，這可能會影響風速和其他風暴資料的記錄。
許多研究已經探討了全球變暖導致海洋溫度升高時颶風的頻率和大小將如何變化，但很少有人研究它們對大西洋海岸的影響。
為了更好地評估哪個模型在預測未來方面做得最好，格林斯泰德和他的同事們根據大西洋沿岸自1923年以來的驗潮儀資料構建了風暴潮記錄。“大的風暴潮給了我一個關於過去颶風變異性的新視角，”格林斯泰德說。
格林斯泰德根據每個統計模型對過去極端風暴潮的解釋程度來衡量每個模型的權重。科學家測試氣候模型的一種方法是看它們在預測過去天氣方面的表現如何。
在競爭模型中，表現最好的模型是最簡單的模型之一。它依賴於大西洋颶風誕生地的區域海面溫度。研究人員還建立了一個新的全球“網格化”模型，納入了世界各地的海洋溫度。格林斯泰德表示，頂級模型在風暴潮增加的幅度上大致一致，這讓他對結果充滿信心。[從上方看颶風：看大自然最大的風暴]
研究發現，升溫0.4攝氏度，極端風暴潮的頻率就會增加一倍。“由於我們在20世紀經歷了全球變暖，我們已經跨越了這樣一個門檻，即超過一半的‘卡特里娜’是由全球變暖造成的，”格林斯泰德說。
佛羅里達大學的氣候科學家詹姆斯·埃爾斯納表示，他同意該研究的主要發現，但他認為該模型低估了氣候因素的影響，例如厄爾尼諾/拉尼娜南方濤動（ENSO）指數和北大西洋濤動（NAO）。研究表明，溫暖的厄爾尼諾事件意味著大西洋的颶風較少，而NAO會影響整個海洋盆地的風暴路徑。
“隨著地球變暖和海洋變暖，強風暴的可能性會增加，”埃爾斯納說。“我認為這是一個有趣的練習，但從統計學上講，它存在一些問題，”他告訴我們的神奇星球。
風暴潮和海平面上升
格林斯泰德擔心未來風暴潮洪水和海平面上升的綜合影響，這會增加風暴潮的基礎。
“我認為更重要的是背景海平面上升，這是非常難以建模的，”他說。
颶風桑迪給曼哈頓南部帶來了11.9英尺（3.6米）的風暴潮，加上高潮的助推，形成了高達13.88英尺（4.2米）的風暴潮。
颶風卡特里娜導致密西西比州沿岸部分地區的風暴潮洪水比正常潮位高出25至28英尺（7.6至8.5米），路易斯安那州東南部沿岸地區比正常潮位高出10至20英尺（3至6.1米）。
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