作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2023/9/27 18:24:26
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21世纪末,“百年一遇”的洪水可能每年都会发生

 

根据一项新研究,即使二氧化碳排放在2040年达到峰值的温和情景下,到本世纪末,大多数沿海社区每年都将遭遇“百年一遇”的洪水。可能在2050年,世界各地平均每9~15年就会经历一次“百年一遇”的洪水。相关研究结果发表于《地球未来》。

“百年一遇”洪水是一种极端水位,在任何给定的年份都有1%的几率被超过,这是基于历史数据得出的。尽管叫“百年一遇”洪水,但它可以连续多年袭击同一地区,也可以在一个世纪内根本不发生。

监督该项目的美国阿拉巴马大学土木工程师、教授Hamed Moftakhari指出,在气候变暖的情况下,预计平均每百年才被突破一次的阈值,将会被更频繁地超越,直到它们不再被视为“百年一遇”事件。

在沿海地区,极端的洪水可能是由风暴、潮汐和海浪推向内陆的水引起的,但这项研究关注的是在更长的时间尺度上导致洪水的一个因素——海平面上升。随着海平面上升,沿海基础设施将更靠近水面,使风暴、潮汐和海浪更有可能影响社区。

研究人员使用来自世界各地300多个潮汐计的数据进行趋势分析,并在国际气候变化专门委员会概述的两种碳排放情景下估计未来的极端海平面:如果二氧化碳排放量在本世纪末继续上升,或如果二氧化碳排放量在2040年达到峰值后下降。在这两种情况下,他们发现海平面上升将导致他们研究的大多数地区“百年一遇”洪水事件增加。

Moftakhari表示,对土地规划、城市发展和沿海保护措施采取积极主动的方法可以帮助社区减少洪水和避免灾害,而这一切都始于对未来沿海条件的现实预测,历史趋势将不再为未来的洪水提供准确的预测。

设计海堤、海堤和防波堤等结构可以保护社区免受这些极端洪水影响,但通常,工程师都依赖于一个被称为平稳性的概念来预测未来的水位。

Moftakhari认为,在平稳性方面,气候变化下有很多因素正在调节未来的模式。因此,不能再假设沿海洪水是平稳的。

以前的研究依赖于用平稳的方法对极端海平面进行估计来预测“百年一遇”洪水,但这项研究使用了非平稳方法,发现极端海平面的变化在许多潮汐测量地点并不均匀。

随着气候变化,海洋温度升高和冰川融水导致海平面上升,增加了沿海洪水的频率和严重程度。因此,工程师们需要对未来洪水风险进行准确的估计,而不是假设我们不断变化的未来会反映历史上的沿海模式。

Moftakhari说:“之所以如此具有挑战性,是因为大多数工具、设计指南、实践手册等都是基于平稳的假设。它们需要更新,以使我们能够跟上变化的速度。”

Moftakhari决心保持乐观,他提醒灾难是人类决策的结果,而不仅仅是危险。“如果没有缓解措施,这一切都是预计会遇到的水位,技术进步可以增强社区的抵御能力。”他说。

 

 
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