加州的一系列大氣河流向該地區傾倒了大量的水，以至於多年前已經乾涸的圖萊里湖隨著水蔓延到加州數英里的農田而重新出現。 路易斯辛科/洛杉磯時報，蓋蒂圖片社
暴雨傾盆，泥水沖過街道 利比亞, 希臘, 西班牙 和 香港 2023 年 30 月初，利比亞德爾納市造成數千人死亡。 希臘扎古拉降雨量創紀錄 XNUMX 英寸，相當於 一年半的雨在24小時內下.
幾週前，季風降雨引發了致命的山崩和洪水 喜馬拉雅山 每 殺死了數十人 在印度。
今年幾乎所有大陸都發生嚴重洪水之後，包括 加州泥石流和洪水 2023 年初，以及毀滅性的洪水 紐約和佛蒙特州 七月，極端降雨似乎變得越來越常見。
那麼，全球暖化在其中扮演什麼角色呢？ 重要的是，我們可以做些什麼來適應這個新的現實？
作為一個 氣候科學家 憑藉土木工程背景，我有興趣一方面探索氣候變遷科學與極端天氣事件之間的聯繫，另一方面探索這些事件對我們日常生活的影響。 了解這些聯繫對於制定適應氣候變遷的合理策略至關重要。
氣候更加乾燥，降水更加極端
隨著氣溫升高，溫暖的氣氛可以 保留更多的水蒸氣。 陸地和海洋的水蒸發也增加。 這些水最終必須回到陸地和海洋。
簡而言之，當大氣吸收更多的水分時，暴風雨期間就會傾倒更多的降水。 科學家預計約 7％增加 每暖化 1 攝氏度（1.8 華氏度），極端風暴期間的降水強度就會增加。
空氣中水分含量的增加被科學家稱為 克勞修斯·克拉佩龍關係。 但其他因素，例如風型的變化， 風暴路徑以及空氣的飽和度，也對降水強度有影響。
液體與冷凍：雨最重要
決定洪水嚴重程度的因素之一是水是雨還是雪。 與雪融水緩慢釋放相比，雨水幾乎是瞬時徑流，會導致更嚴重的洪水、山體滑坡和其他災害——特別是在山區和下游地區，居住著全球約四分之一的人口。
據信，極端降雨的比例高於降雪，是造成這現象的關鍵因素。 喜馬拉雅山毀滅性的洪水和山體滑坡 2023 年 XNUMX 月，儘管研究仍在進行中以證實這一點。 另外，一個 2019年洪水形態檢查 美國西部 410 個流域發現，降雨驅動的最大徑流峰值比融雪驅動的最大徑流峰值高出 2.5 倍以上。
根據氣候模式數據，預計到 21 世紀末，某些地區的降雨強度將進一步增加。 淺色表示未來的極端降雨量比最近增加了一倍，深色表示未來的極端降雨量將增加八倍。 穆罕默德·翁巴迪。, CC BY-ND
在 《自然》雜誌上 2023 年的研究我和我的同事證明，極端降水強度的增加速度比克勞修斯·克拉佩龍關係所顯示的速度更快——每變暖15 攝氏度（1 華氏度），極端降水強度增加高達1.8% ——在高緯度和山區，例如喜馬拉雅山、阿爾卑斯山和洛磯山脈。
增幅擴大的原因是，氣溫上升導致這些地區的降水量增加，降雪減少。 這種極端降水的很大一部分是降雨。
在我們的研究中，我們觀察了 1950 世紀 21 年代以來北半球最強的降雨，發現極端降雨強度的增加隨海拔高度的不同而變化。 美國西部的山脈、阿巴拉契亞山脈的部分地區、歐洲的阿爾卑斯山以及亞洲的喜馬拉雅山脈和興都庫什山脈也表現出強烈的影響。 此外，氣候模型表明，到 XNUMX 世紀末，這些地區中的大多數地區極端降雨事件的發生率可能會增加七至八倍。
洪水不僅僅是一個短期問題
洪水過後，死亡以及房屋和城市受損引起了人們的極大關注，但洪水的增加也對水庫的供水產生了長期影響，而水庫對許多地區的社區和農業至關重要。
例如，在美國西部，水庫在春季融雪期間通常保持盡可能接近滿負荷，以便為乾燥的夏季提供水。 山脈就像天然水庫，儲存冬季降雪，然後緩慢釋放融化的雪。
然而， 我們最近的發現 表明，隨著世界迅速轉向以傾盆大雨（而不是雪）為主的氣候，水資源管理者將越來越需要在水庫中留出更多空間來儲存大量水，以應對可能發生的災害，以盡量減少下游洪水的風險。
為更嚴峻的未來做好準備
全球減少溫室氣體排放的努力一直在增加，但人們仍需要為更嚴峻的氣候做好準備。 破壞性的 襲擊地中海地區的風暴 2023 年為適應的重要性提供了一個令人信服的案例。 它們打破了許多國家的極端降水記錄，並造成了廣泛的破壞。
造成利比亞災難的一個主要因素是 老化大壩的潰決 已經控制了水從 山區地形.
這強調了更新設計規範的重要性，以便基礎設施和建築物能夠抵禦未來的傾盆大雨和洪水，並投資新的工程解決方案以提高彈性並保護社區免受極端天氣的影響。 這也可能意味著 不在區域內建設 未來發生洪水和山崩的風險很高。
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