热门:“百年一遇”的洪水可能将年年发生，科学家尝试预测受灾地区

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年9月8日，thomas wahl乘坐伦敦盖特威克机场几乎没有乘客的航班去了佛罗里达州奥兰多。 作为中佛罗里达大学的海岸工程师，wahl知道席卷加勒比大部分地区的五级飓风阿默正飞往家乡。 尽管如此他还是上了飞机 飞机上只有飞行员，不在乎天气的迪斯尼游客和我。 今年1月袭击美国东北部的“炸弹旋风”这样的罕见事情越来越频繁。 阿默的暴雨和强风导致佛罗里达州数十人死亡。 wahl在他家居室的公寓里度过了这场暴风雨。 对他来说，这是一个难得的机会，目睹了他长期担心的现象——风暴潮、高潮位和波浪结合时引起的极端海面。 极端的海面事件使洪水冲破了海岸的屏障，淹没了人们的家园和重要的基础设施。 这些事件已经发生，例如路易斯安那州的新奥尔良和周边地区没有从2005年卡特里娜飓风造成的1000亿美元以上的损失中恢复过来。 在佛罗里达州杰克逊维尔，阿默将部分城市浸泡在2米深的水里，关闭了居民，关闭了桥和国际机场。 世界范围内，由于冰川和冰盖的融化和海水升温引起的膨胀，平均海面每年上升3毫米以上。 研究人员一般侧重于研究其上升的原因和速度 但是海水的膨胀会引起极端的海面，带来毁灭性的危害。 今后几十年，百年一遇的洪水可能每两年发生一次。 到2100年，整个欧洲沿岸洪水造成的损失将增加20倍以上。 在一点地区，百年一遇的洪水强度也将继续增加。 wahl和同事们说，越来越多的科学家关注这些毁灭性事件正在变化的本质和如何影响住在海岸的人们。 他说:“这样的洪水将成为人类未来面临的最大威胁之一。 在讨论洪水风险时，我们必须在某种程度上进行极端的分解。 我们担心的是什么样的高影响、低概率的事情 “通过整理履历，使用模型判断风险，wahl和其他人在预测这些事情的风险方面取得了很大的进展。 结论因地点而异 沿岸地区面临极端海面问题的危险性一方面增加，另一方面也有淹没街道、使居民生活困难的“麻烦”洪水容易泛滥的地区，但整体上没有太大危害。 纽约icf国际咨询公司的气候变化专家maya buchanan说社区需要这些知识来做准备。 官员们可以通过改善排水和其他基础设施来处理棘手的洪水 但是，为了应对极端的事情，越来越需要修建堤坝、加厚堤坝的措施。 共计3亿沿海居民面临着极端气候的风险 buchanan说:“对决定者和整个社会来说极为重要。 “整理记录1978年2月6日，史上罕见的暴雪来到了新英格兰。 暴雪把司机困住了 大浪和暴风雨把沿岸的房子像娃娃的房子一样简单地扔掉 共计54人死亡，成千上万的建筑物被摧毁。 根据波士顿港的官方潮汐记录，除潮汐外，当天的水位在12小时内上升了约1米。 这是这个地区有记录以来最高的水位线之一。 只不过是记录每天潮汐波动和暴风雨驱动潮的水位采集记录的一个例子。 2009年，英国利物浦国家海洋学中心的飞利浦wood worth团队决定尽可能多地收集这些记录，形成个性化的全球数据库。 这个小组可以准确地捕捉快速变化的暴风雨中的高水位，因此重点是什么样的每小时至少进行一次测量的数据。 这个数据库被称为世界极端海面分解( gesla )项目，现在成为分解极端海面如何随时变化的数据的优先来源。 根据这个数据库，自1970年以来，世界各地的极端海面上上升幅度和频率都在增加。 例如，有些地方50年一次的洪水高度每10年增加10厘米以上。 主要的原因是平均海面的上升 随着海水相对于海岸线越来越高，袭击的风暴潮更容易泛滥。 年飓风桑迪给纽约市带来的近120亿美元的损失中，海面上升造成的损失估计超过20亿美元。 其他因素也影响极端的海面，长时间的大气环流模式就是其中之一。 例如，强厄尔尼诺现象提高了美国西海岸海面升高的概率，降低了热带西太平洋海面升高的概率。 陆地和海洋相对高度的变化也非常重要，自从上一次冰川时代末期的巨大冰川消失以来，斯堪的纳维亚海岸的大部分都在缓慢上升。 在亚洲南部，恒河-雅鲁藏布江三角洲沉没。 因为沉积物正在慢慢压缩。 gesla于年更新，目前包含来自世界各观测网站的1355项记录，合计包含超过39000局年(局数乘以记录时间)的数据。 大部分数据来自20世纪后期 但是，对想改善长时间统计数据的研究者来说，这还不够。 根据经验，通过追溯过去的观测记录，可以推测未来(最多是现有历史的4倍时间)事件发生的频率。 几十年的数据不足以预测今后10000年的洪水，但这对社区和核电站等敏感的基础设施来说是必要的。 俄勒冈州波特兰州立大学的海洋学家stefan talke一直专注于扩大美国水位的历史记录。 美国海洋和大气管理局( noaa )在全国大部分地区都设置了验潮仪。 它的记录涵盖了20世纪的大部分时间，最初可以追溯到19世纪。 talke和同事、学生去全国各地寻找哪个noaa还没有系统数字化的潮汐模型和风暴潮的消息？ “我们对未来会怎么样感兴趣。 “但是，如果我们不能尽可能了解过去，我们怎么能预测未来呢？ ”talke说。 talke和他的同事们已经研究了很多手写数据表，有说明测量是如何进行的注释。 这些注释对判断数据质量很重要。 这些记录了表的故障、冰塞仪、醉酒的注意者进行了可疑的测量。 总之，研究者回收了约300000份文件，超过了6500局以上的年间丢失或遗忘的测量数据量。 例如，在波士顿，我们找到了50年的记录，直到1921年(现代noaa记录开始之年)，并将其数字化。 从这些数据到更早期的数据，根据他们的计算，截至19世纪20年代，波士顿的海面相对于陆地平面上升了28厘米。 随着这个上升幅度，极端的事情越来越常见了。 19世纪20年代一百年一次的事，现在就像8年一次的事(见《逼近的洪水》)。 回到过去研究者还发现极端的事情有助于人们正确解读最近的洪水。 例如，他们发现1909年的暴风雨引起了类似于1978年暴风雪的洪水。 “根据文件的研究，1978年的事其实并不异常。 ”talke说 但是，这两个高水位被1月波士顿的“炸弹旋风”超过了。 这种“炸弹旋风”从上升的海面得到力量打破堤坝，使冰冷的海水流入居住区。 上周打破记录的两个月后，再次有强烈的冬季暴风雨在波士顿地区再次遭遇了接近新纪录的洪水。 talke与负责联邦海岸工程的美国陆军工兵团等其他科学家和机构职员分享了他的发现。 他希望人们通过理解长期的趋势，为将来的高水位做好更好的准备。 如果有过去极端事件的数据，研究者可以用几种方法预测极端事件的发生频率。 最简单的方法是用耿贝尔分布进行分解。 在最近的政府间气候变化专门委员会的海面上升的报告中，采用这样的方法，计算了在排出各种温室气体的情况下发生洪水的频率。 但是这种做法太简单了，不适用于极端的事情。 wahl说。 例如，典型的耿贝尔分解可能可以预测指定地点的年最高水位。 但这意味着一年发生几次大暴风雨时，只预测到了最高的洪水。 buchanan和她的同事最近使用了不同的广义帕累托分布方法，都考虑了超过99的每小时水位观测值。 这意味着可以更准确地描绘水位随时变化的情况，因此可以得到越来越多的数据点。 该小组研究了至少时隔30年的所有noaa潮汐记录，将这些数据与海面上升分解相结合，预测了洪水在不同地方发生的频率和洪水的大小。 “洪水当然会更频繁地发生 ”buchanan说 但是，即使解体，根据美国沿岸地区的不同情况也有很大差异。 在纽约市和南卡罗来纳州的查尔斯顿这样的东部城市，“麻烦”的洪水会更多吧。 与此相对，预计在华盛顿州西雅图和加利福尼亚州圣地亚哥这样的西部城市，来自极端事件的洪水会越来越多。 西部有陡峭的海岸斜坡，这些斜坡一般可以保护居民。 但是海面的上升有助于洪水打破这一曾经的保护屏障。 地区之间的差异很明显 例如，如果查尔斯顿的海面上升半米，现在，100年一次的洪水发生频率将是16倍。 在西雅图，这个频率上升了335倍，极端的事情类似于四个月一次。 芝加哥大学的海洋学家sean vitousek也致力于理解洪水风险，采用被称为广义极值分布的统计技术。 在《科学报告》去年发表的论文中，他和同事们将世界浪潮、潮汐、风暴潮模型和海面预测结合起来，计算了未来几十年沿海洪水增发的可能性。 他们发现2050年最晚，世界平均海面上升了10厘米到20厘米，使热带极端海面事件的频率增加了一倍多。 受灾最重的是地势较低的太平洋岛国，在这里常见洪水的一些变化原因中海面上升占很大比例。 基里巴斯、马绍尔群岛和马尔代夫这样的地方不仅面临永久沉没的危险，而且面临破坏水和无法耕种土地的洪水危险。 vitousek是第一位在极端研究中将波浪变化与潮汐和风暴潮结合起来的研究者。 现在他想进一步改进统计方法以更好地预测这种情况可能发生的频率。 “我们什么时候看到每年的洪水水位超过50年一次的水位？ ”他说:“你需要知道解决问题有多长时间。 极端洪水的预测受到温室气体排放量上升速度的不明确的阻碍。 去年历史上第一次对极端海面如何影响欧洲沿岸的预测中，研究者计算出到2100年一百年一次的洪水高度将增加57厘米到81厘米。 但这是整个欧洲的平均水平 北海地区温室气体排放量大的话，极端的海面有可能上升近1米。 葡萄牙海岸和加的斯湾的极端海面概率可能会下降，但部分原因是极端风引起的暴风雨和波浪的减少。 在意大利欧洲联盟研究中心的海洋学家michalis vousdoukas带领团队进行上述分解后，现在将观察力转向计算经济影响。 去年12月，vousdoukas在新奥尔良召开的美国地球物理学联合会议上报道，到2100年，河流洪水灾害造成的损失将从欧洲国内生产总值的0.04%上升到0.1%。 沿海洪水造成的损失现在是0.01%，但从0.29%上升到0.86%之间。 他说沿海地区的洪水灾害将是未来最严重的自然灾害之一。 “vousdoukas和其他新兴行业的研究人员想让沿岸地区的决定者知道他们的发现。 例如，在奥兰多，wahl参加了一个包括工程师、海洋学家、经济学家、社会科学家和其他专家在内的新项目。 在新成立的国家海岸综合研究中心(总部在中佛罗里达大学)，我想向决策者提供必要的消息，明确未来几十年建设堤坝和堤坝等防御设施的高度。 了解情况有多恶化，极端海面有多极端是这项工作的主要组成部分，wahl说:“我想我们可以根据我们知道的情况提供建议。 “现在采取对策很重要。 适应可能需要时间，wahl说。 例如，伦敦附近泰晤士河的防洪屏障有助于防止洪水泛滥，但整个工程消耗了几十年。 1953年毁灭性洪水后，人们提出了建设防洪屏障的构想，但直到1982年才开始运转。 人们等了那么久才准备好极端海面的结果，wahl说:“我们需要现在就行动。 “本来题为‘百年一遇的洪水和每年的事件’，这样的未来离我们有多远？ (本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”APP )

来源：重庆新闻