2021 North American Heat Wave Fueled by Climate-Change-Driven Nonlinear Interactions
Notice bibliographique
Résumé
Extreme heat conditions in the Pacific Northwest US and Southwestern Canada in summer 2021 were of unprecedented severity. Constituting a 5-sigma anomaly, the heatwave affected millions, likely led to thousands of excess deaths, and promoted wildfires that decreased air quality throughout the continent. Even as global warming causes an increase in the severity and frequency of heatwaves both locally and globally, this event’s magnitude went beyond what many would have considered plausible under current climate conditions. It is thus important to attribute such an exceptional event to specific physical drivers and assess its relation to climate change, to improve projection and prediction of future extreme heat events. A particularly pressing question is whether any changing variability of atmospheric dynamics or land-atmosphere interaction is implicated in amplifying current and future heat extremes. Using ERA5 reanalysis, we find that slow- and fast-moving components of the atmospheric circulation interacted to trigger extreme geopotential height anomalies during this event. We additionally identify anomalously low soil moisture levels as a critical event driver: we find that land-atmosphere feedbacks drove nonlinear amplification of its temperature anomaly by 40% (contributing 3K of the 10K peak regional-mean anomaly), catalyzed by multidecadal temperature and soil moisture trends. This is supported by a model experiment demonstrating that soil moisture interaction may increase the likelihood of the observed monthly-scale regional temperature anomaly by O(10)x. We estimate that over the four recent decades of gradual warming, the event’s temperature anomaly has become 10–100 times more likely, transforming from a ~10,000-year to a 100–1,000-year occurrence. Its likelihood continues to increase, roughly exponentially, and it is projected to recur ~20-yearly by 2060 based on continued warming at a constant rate. Our results therefore suggest an important role of atmospheric dynamics and nonlinear land-atmosphere interactions in driving this exceptional heat extreme, promoted by a long-term warming trend due to anthropogenic climate change that will continue to increase the likelihood of such extremes under continued emissions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».