洪水是美國海岸線眾所周知的自然災害。 差不多是40％ 的美國人口居住在沿海縣。

清楚了解各種洪水類型及其發生頻率的變化對於可靠估計近期和未來的脆弱性和潛在影響至關重要。鑑於自然資源和經濟活動嚴重依賴沿海地區，防洪和安全是長期抵禦能力的關鍵要素。

在 研究 在《自然氣候變遷》雜誌上發表的文章中，我們收集了降雨量、潮汐計讀數和颶風軌蹟的長期歷史記錄，以評估同時發生的陸地強降水和風暴潮。這兩者的結合——大雨和 風暴潮 主要由風暴帶來的風驅動—可能導致「複合」洪水。

我們發現，沿著美國周圍的大片海岸線，沿海洪水的兩個重要驅動因素之間存在系統性聯繫，使得兩者更有可能同時發生。我們的分析表明，在過去的一個世紀裡，美國許多沿海城市的複合洪水事件數量增加。

更深入了解複合洪水的頻率和可能性可以幫助規劃者更好地評估洪水對關鍵基礎設施的風險。

脆弱的基礎設施

在洪水風險分析中，風暴潮和降水之間的相互依賴性長期以來被忽視，通常單獨研究兩個洪水驅動因素之一。因此，規劃者可能低估了實際的洪水風險。

事實上，美國政府問責辦公室在 22 年 2015 月 XNUMX 日的一份報告中，題為“評估極端天氣事件影響的努力，」回顧了美國陸軍工程兵團將極端天氣變化風險納入水資源基礎設施項目規劃和運營的努力。報告的結論是：「隨著一些極端天氣事件的頻率和強度不斷增加，如果沒有對颶風屏障和防洪牆等其他類型的基礎設施進行系統性的國家風險評估，海軍陸戰隊將繼續採取零敲碎打的方法來評估風險在這樣的基礎設施上。”

與太平洋沿岸相比，風暴潮和強降雨之間的關係在墨西哥灣和大西洋沿岸更為強烈，熱帶氣旋和颶風經常在這些地區產生大規模風暴潮，並帶來大量降水。

面對風暴潮洪水，陸地上的強降水加劇了其嚴重性和影響。在其他情況下，風暴潮只會使海水水位升高到足以使重力供給的淡水排水系統被堵塞、減慢或堵塞。在這種情況下，內陸洪水的可能性急劇上升，沿海社區面臨著雨水和廢水基礎設施故障的前景。

風暴潮效應與強降水造成的徑流結合，對沿海基礎設施產生倍增效應。影響範圍包括橋樑被沖毀、廢水系統溢出所導致的衛生和公共衛生問題等。海平面的任何上升都會加劇風暴潮的影響。

同時，應對洪水的許多基礎設施都可以大大改善。 2013年 基礎設施報告卡 由美國土木工程師學會頒發，指定以下等級：堤防（D-）、港口（C）、廢水（D）、道路（D）。

更好的準備

考慮到這一令人畏懼的觀點，我們試圖根據歷史記錄來量化複合洪水事件的發生頻率。我們試圖了解複合洪水風險的空間模式及其在過去一個世紀的時間變化。

對於許多大城市，包括波士頓、紐約、坦帕、休士頓、聖地牙哥、洛杉磯和舊金山，我們發現風暴潮天氣模式正在轉變，這也有利於高降水量。與 20 世紀早期相比，現在更有可能同時出現極端情況。

以紐約市為例，我們確定了過去通常導致複合事件的天氣情況，並表明這些情況在過去幾十年中更頻繁地發生。結果，某些風暴潮和降雨同時出現的情況發生的可能性比 20 世紀中葉以前增加了一倍。我們並不試圖將這些趨勢歸因於特定的氣候現象，但這將是重要的下一步。

未來的研究也應關注我們研究中指出的這些變化對洪水風險的影響，包括洪水風險的局部估計以及減輕這些事件影響的對策的效率。同時，確定觀測到的風暴潮和強降雨之間的依賴性變化與大規模氣候現象之間的關聯也很重要。

這與高解析度氣候和水力/水文模型進行的模擬相結合，將使我們能夠展望未來並定義複合洪水風險變化的情境。然後，可以將更好地了解這些加劇的風險納入沿海適應規劃和復原力工作中。

關於作者

托馬斯‧瓦爾 (Thomas Wahl) 是南佛羅裡達大學海洋科學博士後研究員。
Shaleen Jain 是緬因大學土木與環境工程系副教授。

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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