Modellering af virkningen af ​​skiftende nedbørsmønstre i nordeuropæiske og nordamerikanske byer

Sydlige byer som Houston og Tampa - der stod over for vreden fra orkanerne Harvey og Irma, hhv - er muligvis ikke de eneste bymiljøer, der er sårbare over for ekstremt vejr. Nordlige byer står også over for muligheden for oversvømmelser, da de globale temperaturer fortsætter med at varme.

Faktisk, højere temperaturer har vist sig at påvirke nordlige landområder uforholdsmæssigt, især Arktis, som allerede har oplevet nedfald fra klimaændringer.

En ny undersøgelse foretaget af en gruppe internationale forskere, herunder UC Santa Barbaras Joe McFadden, kombinerer observationer og modellering for at vurdere virkningen af ​​klima og urbanisering på det hydrologiske kredsløb på tværs af de forskellige årstider i fire kolde klimabyer i Europa og Nordamerika. Deres resultater vises i journalen Videnskabelige rapporter .

"Generelt, mængden af ​​nedbør stiger, men også nedbørsarten ændrer sig, " sagde McFadden, en lektor i UCSB's Institut for Geografi. "Mens der kan falde mere nedbør på et år, det kommer som regn snarere end sne, fordi temperaturerne stiger. En kortere periode dækket af sne, mere forårsregn og hurtigere snesmeltning kan kombineres for at frigive store mængder afstrømning, der har potentiale til at stresse byernes hydrologiske systemer og forårsage oversvømmelser i byområder."

Forskerne brugte målinger taget i Minneapolis-St.Paul, Minnesota; Montreal, Canada; Basel, Schweiz; og Helsinki, Finland. Hovedforfatter Leena Järvi fra Helsinki Universitet koblede dem med en urban hydrologisk model - Surface Urban Energy and Water balance Scheme (SUEWS) - for at udføre en flerårig analyse. Efterforskerne fandt, at efter snesmeltning, byafstrømning vender tilbage til at være stærkt styret af andelen af ​​bebyggede og vegeterede overflader, som kan optage vand. Men om vinteren, tilstedeværelsen af ​​sne maskerer denne indflydelse.

Basel havde mere end 80 procent uigennemtrængelige overflader, der henviser til, at det amerikanske sted - en første ringforstad i Minneapolis-St.Paul - havde den laveste mængde uigennemtrængelig overflade, omkring 10 pct.

"At kombinere målinger og modellering på denne måde er meget værdifuldt, fordi det giver os et udgangspunkt for at sammenligne forskellige byer, gradueringer mellem byen og forstæderne eller ændringer i byen, efterhånden som den vokser over tid, " sagde McFadden. "Når vi forstår, hvordan det virker, at viden er bærbar og kan bruges til at forstå andre problemer."

Ifølge McFadden, ikke kun viser denne analyse, at vinterklima kan være vigtigt for nordlige byer, det viser også virkningerne i form af oversvømmelsesrisici. Imidlertid, han bemærkede, hvordan dette udspiller sig i hver by er et komplekst samspil.

"Vi viste, at modellen nøjagtigt repræsenterer, hvad vi målte i byer, så nu kan vi bruge det til at udføre følsomhedsundersøgelser, hvor kun en enkelt variabel - procentdelen af ​​byen dækket af uigennemtrængelige versus gennemtrængelige materialer - ændres, " sagde han. "Så kan vi undersøge, hvordan smeltningen af ​​sneen og afstrømningen ændrer sig i lyset af procentdelen af ​​hver bys uigennemtrængelige overflade. Dette er virkelig vigtigt, fordi det hjælper os med at forstå, hvordan byens byggede miljø ændrer virkningerne af globale klimafaktorer."