Amerikansk infrastruktur uforberedt på stigende hyppighed af ekstreme storme

Nuværende designstandarder for USA's hydrologiske infrastruktur er uforberedte på den stigende hyppighed og sværhedsgrad af ekstreme regnbyger, hvilket betyder, at strukturer som tilbageholdelsesdamme og dæmninger vil stå over for hyppigere og kraftigere oversvømmelser, ifølge en ny undersøgelse.

Ekstreme vejrbegivenheder er stigende, men amerikanske vandforvaltningssystemer bruger forældede designretningslinjer. Ny forskning, offentliggjort i AGU-tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , analyserede data fra flere regioner i hele USA og fandt ud af, at det stigende antal ekstreme storme kombineret med forældede byggekriterier kunne overvælde hydrologiske strukturer som regnvandssystemer.

Den nye undersøgelse er særlig aktuel i lyset af de seneste storme og oversvømmelser langs østkysten.

"Beskeden med hjem er, at infrastrukturen i de fleste dele af landet ikke længere fungerer på det niveau, som den skal, på grund af de store ændringer, vi har set i ekstrem nedbør, " sagde Daniel Wright, en hydrolog ved University of Wisconsin-Madison og hovedforfatter af det nye studie.

Ingeniører bruger ofte statistiske estimater kaldet IDF-kurver til at beskrive intensiteten, varighed, og hyppigheden af ​​nedbør i hvert område. Kurverne, udgivet af National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), er skabt ved hjælp af statistiske metoder, der antager, at vejrmønstre forbliver statiske over tid.

"Designingeniører i byer, konsulentvirksomheder, og amter bruger dette til forskellige formål, som ledelse af infrastrukturdesign, infrastrukturrisikovurdering og så videre. Det har en masse tekniske applikationer, " sagde Amir Aghakouchak, en hydrolog ved University of California, Irvine, der ikke var involveret i den nye undersøgelse.

Men klimaændringer forårsager, at ekstreme nedbørshændelser forekommer oftere i mange regioner i verden, noget IDF -kurver ikke tager højde for. Et mål for ekstrem nedbør er 100-års stormen, en storm, der har en procents chance for at ske i et givet år, eller en statistisk sandsynlighed for at ske en gang om 100 år i gennemsnit.

Wright og hans kolleger ønskede at vide, hvordan eksisterende IDF-kurver sammenlignes med de seneste ændringer i ekstrem nedbør. De analyserede rekorder fra mere end 900 vejrstationer over hele USA fra 1950 til 2017 og registrerede antallet af gange ekstreme storme, som 100-års storme, overskredet designstandarder. For eksempel, i det østlige USA, ekstreme regnbyger sker 85 procent oftere i 2017, end de gjorde i 1950. I det vestlige USA disse storme forekommer 51 procent oftere nu, end de engang gjorde.

Forskerne fandt ud af, at i det meste af landet kan det stigende antal ekstreme regnbyger være forbundet med opvarmning af temperaturer fra klimaændringer, selvom naturlige begivenheder, såsom El Niño, også lejlighedsvis påvirke sydøstens klima.

Ved at sammenligne antallet af storme, der faktisk skete, med antallet forudsagt af IDF-kurver, forskerne viste også de potentielle konsekvenser for amerikansk infrastruktur. I nogle regioner, for eksempel, Infrastruktur designet til at modstå ekstreme regnbyger kunne møde disse storme hvert 40. år i stedet for hvert 100. år.

"Infrastruktur, der er designet til disse almindeligt anvendte standarder, vil sandsynligvis blive overvældet oftere, end det formodes at være, " sagde Wright.

Forskerne håber, at resultaterne vil opmuntre klimaforskere, hydrologer, og ingeniører til at samarbejde og forbedre amerikanske retningslinjer for hydrologisk infrastruktur.

"Vi har virkelig brug for at få ordet om, hvor langt bagud vores designstandarder er derfra, de burde være, " sagde Wright.