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特朗普慌不慌?全球变暖正导致北美山区大洪水风险上升

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 黄琨 • 2018-08-13 16:44:26 来源:前瞻网 E832G0
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2013年6月,位于加拿大落基山脉的弓河(Bow River)发了洪水,淹没了穆瑟曼(Keith Musselman)所住的社区。“我们的社区正好在一个山谷里,所以被困了大约五天,” 穆瑟曼表示,“社区崩溃了。”

这次洪水是加拿大历史上损失最惨重、破坏性最大的自然灾害之一,总共造成5人死亡、10万多人疏散,财产损失惨重。而倾盆大雨落下,裹挟着积雪灌满河流和水库的现象,让身为水文学者的穆瑟曼感觉到一丝不对劲。他表示:“当平时降雨时,普通的天气预报员也知道会发生什么,但是当大雨落在布满积雪的山间时,没人意识到大洪水的到来。”

穆瑟曼和一组同事利用历史数据勾勒出北美西部雨雪分布的图景,以及全球变暖之下,这种状况正在发生怎样的变化。他们发表于本周《自然气候变化》杂志的论文称,由于降雪减少,一些地区发生洪涝的风险将会降低。但在海拔较高的地区,仍会有降雪,伴随着降水量的增加,这些地方的洪水风险将前所未有地提高。

在比较干燥抑或海拔较高的地区,降雪量并不是什么问题。在那些地方,要么没有足够雨水,要么没有足够雪。但在气候条件适宜的情况下,强降雨可能与融雪结合造成洪水,其灾难性程度将超过单纯降雨造成的洪水。

而当穆瑟曼转到美国国家大气研究中心(NCAR)工作时,他又发现了自己需要的东西。“他们有一个很好的数据库,”穆瑟曼称,“通过它,我们了解到,这次大洪水事件是多么罕见。”这方面的工作以前已经有人做过,但是他的团队能够使用更精细的数据来构建详细的图片。

他们建立了一个模拟的世界天气系统,依照过去13年的历史数据,以相同的频率,在相同的地方产生降雨冲击积雪导致的洪水灾害。等到模型和现实拟合后,就可以用来预测洪水发生状况的变化。

根据模型,未来大洪水分布的变化趋势相当明显:在目前洪水风险高的地区。洪水发生的频率将会减少,因为积雪将逐渐融化;但是在海拔较高、终年积雪的地带,更多的降雨带来了更高的洪涝风险,其中,内华达山脉、加拿大落基山脉和科罗拉多河源头的风险增加幅度最大,在某些情况下发生洪水的可能性是之前的2倍。

另一位气象学家莫特(Philip Mote)指出,当情况变化时,一开始不会特别明显,所以风险加倍,不一定意味着当地突然发生2倍于之前的洪水。尽管如此,不断变化的形势仍需要人们重新思考洪水管理的方法。问题是,要做到这一点,还需要更多的数据。但按照他们的算力,目前的数据量已经到了上限。

穆瑟曼指出,“气候科学家喜欢先观察30年”,但他的团队不得不限制时间窗口,因为其算力已经到达极限。他解释说:“仅仅是模拟所有现在涉及到的物理现象,我们就已经快撞上一堵计算需求墙了。”

NCAR超级计算机为他们计算了整整1年,即便如此,他们也只能在“一切照常”的场景中,所有19种不同气候模型的平均值。而在理想情况下,他们还希望了解特殊气候情况下的预测情景。

莫特教授表示,如果将13年的数据“仔细分析”的话,是可以达到理想目标的”。不过,要将13年间的各类数据,以4公里的精确度进行计算,工作量太大。然而,如果无法进行仔细分析,13年的数据又不足以得到十分精确的结果。他解释说,一些罕见事件可能在13年里只出现过几次,“现在要对这些事件发生变化作出确切预测,可能不如分析过30年或50年的数据那么有力。”

由于预计到冬季和春季会有降雨,许多地区的水库管理员在秋季释放了大量的水,给即将到来的洪水提供了缓冲空间。“水库管理者遵循严格的规则,”穆瑟曼解释说。“他们有基于历史数据的指导方针,而当前的挑战是,随着气候变化,我们的规章制度没有相应地做出调整。”

模型表明,随着气候变暖,洪水发生的频率并不是唯一变化的因素——时间也是。在一些地区,洪水高发期可能从春季变成冬季,有的地方则从冬季变成春季,这些地区将面临更加复杂的水源管理状况。

另一位水文专家卢斯(Charles Luce)表示,目前的管理规定“高度关注日期”。他说,在应对气候变化的问题上,由于多方掺杂,规则的改变相当复杂,但业界已经着手开展这项工作,而且很可能将“寻求这篇论文的指导”。

与此同时,要把论文提出的风险预测模型转化为真实有用的信息,还有很多工作要做。“这是一系列研究的第一步,”穆瑟曼称。接下来,他们的工作将着眼于,如何将这些预测数据和实地状况相结合,包括土壤饱和和植被等因素如何影响径流成为洪水的风险。此外,对实地情况进行不间断观察也是必须的。

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