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在不断变化的气候中减三原奈保子轻极端降雨事件的影响

地球 2022-12-11 00:00:07

作者:Kai Kornhuber,Mona Hemmati,Andrew Kruczkiewicz,哥伦比亚大学 艾达经过纽约市的第二天,布朗克斯区发生了洪水

信用:吉姆·格里芬 2021年9月2日(周三)晚上,暴雨迅速将纽约市的街道和高速公路变成了河流和湖泊,整个地铁系统(自飓风桑迪以来第一次)关闭,整个城市的交通被迫停止

空中交通中断,商业不得不关闭,估计给东北部造成了160亿到240亿美元的洪灾损失

当晚在纽约至少有13人死亡,整个东北地区至少有44人死亡——比艾达最初登陆时美国南部的4级风暴死亡人数还要多

总损失约980亿美元,伊达可能成为美国近代史上第七大最昂贵的飓风

在持续的人为气候变化导致的非稳定气候中,我们将会看到更多类似的事件

必须优先考虑缓解措施,以应对极端降雨频率和强度不断增加带来的风险

与过去的极端洪水事件类似,这次降雨是由热带风暴艾达的残余带来的,此前艾达给路易斯安那州造成了大范围的洪水和破坏

除了纽约破纪录的降雨量之外,值得注意的是,过去的纽约市纪录是在亨利飓风带来每小时超过两英寸的降雨量,导致大范围洪水和日常生活中断的两周前创造的

这些事件构成了纽约市在短短几个月内发生的第三起重大洪水事件,此前热带风暴埃尔萨的残余物在7月初给该市带来了强风和异常降雨

这个城市过去很少发生的事情——例如地铁洪水——今年夏天经常发生

从全球的角度来看,这些全市范围的灾难不是孤立发生的,而是一系列高影响洪水事件的一部分,这些事件使“破纪录”成为2021年的常态

就在艾尔莎给纽约带来异常降雨后,一场大风暴系统于7月14日至15日在西欧停滞,导致低地国家、德国、瑞士和法国的降雨量创下纪录

德国的一些地区在一到两天内就下了两个月的雨,这导致河流漫过河岸,并在社区中引发洪水

这一极端事件导致严重的保险损失约4

7至5岁

仅西德的洪水就造成了90亿欧元的损失

仅仅一周后,在7月19日和20日,中国中部省份河南发生了严重的洪水,省会郑州的降雨量破纪录地超过了7英寸

影响中国中部大部分地区的洪水造成至少300人伤亡,并迫使80多万人撤离

然后在八月,一系列的雷暴在土耳其造成了强降雨,导致了几次洪水和山体滑坡

在当地水位空前上涨4米的一周中,至少有81人丧生,1800多人被疏散

气候变化中的极端降雨和停滞天气 在气候变暖的情况下,随着蒸发率和大气蓄水能力的增加,打破记录的极端降雨事件,特别是短时降雨事件的频率正在增加

从物理上讲,这些关系已被很好地理解,在全球和地方范围的观测中可以发现区域极端降雨的增加,导致历史数据集中和未来高排放预测下的洪水破坏增加

为了从气候变化的角度表达德国洪水事件,世界天气归因项目的快速归因研究发现,该事件是由1

受气候变化影响的可能性要高9到9倍

除了增加打破记录的极端降雨可能性的热力学因素之外,大气动力学经常导致极端天气事件更加严重

例如,当缓慢移动的天气系统导致相关降雨在同一地区持续更长时间时,当地的洪水风险就会增大

近年来最突出的例子之一是哈维飓风,它在德克萨斯州上空保持静止,受到急流中持续曲折的引导,从而导致2017年8月中旬休斯顿的极端洪水

同样,与2021年德国洪水相关的低压系统保持稳定

有证据表明,气候变化是大气动力学变化的各种因素之一,例如过去40年中纬度环流的减弱,导致风暴减缓和强降水事件更加频繁

虽然2021年纽约创纪录的降雨事件不是由于特定的缓慢移动天气系统,但大规模环流发挥了关键作用,当热带气旋艾达向东北移动时,它通过与温带锋的相互作用为热带气旋艾达提供了额外的水分

减轻气候变化中的洪水风险 极端气候的影响并不是孤立于其他与气候无关的社会挑战而产生的,它往往是一种放大力量

就在艾达袭击之前,路易斯安那州的新冠肺炎住院人数接近历史最高水平,这使得疏散和潜在的健康支持更具挑战性

许多在纽约死去的人淹死在非法的地下公寓里,这是避免因城市高租金而流离失所的最后避难所

创纪录的每小时3英寸或更高的降雨量使得水位以无法逃脱的速度上升

此外,人口增长和经济发展导致的城市化增加了该地区的不透水表面,导致径流增加,改变了洪泛区的特征、洪水深度和洪水范围

城市增长和非正规发展不仅导致接触风险增加,而且增加了接触已经得不到充分服务、应对能力较低的人口的机会

为了保护今世后代,减少未来事件导致毁灭性后果的可能性,可以采取两种缓解措施

这些措施可分为结构性和非结构性措施

结构措施通常涉及工程系统,例如旨在控制危险的水坝、防洪堤和防洪墙

这种措施的一个实际例子是卡特里娜飓风后在新奥尔良建造的新堤坝系统

Ida测试了该系统的可靠性,报告显示其性能良好,大大降低了飓风的破坏性后果

然而,每一场风暴都是不同的,尽管对艾达来说是成功的,但问题仍然存在:考虑到灾害性质的变化,这些措施是否足够? 随着气候变化导致洪水事件的频率和强度不断增加,基于当代洪水威胁而设计的保护性结构(称为结构缓解措施)可能会在未来遭遇极端事件,导致结构越级或失效

这种战略还可能造成一种安全错觉,进一步促进“防洪”区内或附近的增长,并促使个人、机构和政府层面缺乏适当的风险意识

非结构性洪水缓解措施依赖于公共政策规划,如分区、收购和土地使用监管,以及侧重于控制风险的社会经济激励措施

这些政策在城市化社区中最有效,但是,在扭转人们选择居住在洪水易发地区的趋势方面,它们没有预期的那么成功

在这种情况下,重要的问题是:应该实施什么级别的结构和非结构措施以及这些措施的组合,以帮助未来的社区更好地抵御毁灭性的洪水和极端事件,比如2021年9月2日在纽约发生的事件?此外,这些措施在多大程度上比其他措施更能支持一个群体?这种不成比例的利益是否导致弱势群体变得相对更加弱势? 在一些地区,极端天气事件频率的增加使得恢复变得越来越困难,更不用说为下一次极端天气做好充分准备了,这使得撤退成为唯一可行的选择

但是这说起来容易做起来难,因为许多问题围绕着哪些社区是优先的,以及强制性的和非强制性的

必须解决可选的撤退问题

最后,我们不仅要知道我们正在从什么地方撤退,还要知道当我们到达那里时可能会遇到什么危险(当前和未来)

向内陆移动将在一定程度上减轻沿海风暴潮和海平面上升的风险

山洪风险的描述要复杂得多,我们必须沟通人们是否以及在多大程度上从一种危险退回到另一种危险

这种紧张关系,包括山洪暴发、其他个人危害和复合风险,将是必须解决的因素之一

现在的机会是,我们有特权以结构化的方法评估和管理选项,而不是在巨大的认知、情感和技术压力下等待和被迫解决它们

随着气候周目前在纽约市举行,我们有机会也有责任确保与最弱势人群重新建立联系,特别是在城市地区,如存在财富和特权梯度的纽约市

本周是一个机会,可以确保以适当的粒度制定活动/讨论/政策,解决不成比例的影响,例如我们几周前在纽约看到的情况

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