Floder ændrer sig hele tiden, og det påvirker deres evne til at inddæmme oversvømmelser

Den nedbør, der har oversvømmet Nordengland, er den seneste i en lang række oversvømmelser, der er ved at blive landets nye normale. Ja, verden over, oversvømmelser forventes at blive hyppigere og mere ekstreme, efterhånden som planeten opvarmes.

Opbygning af robuste oversvømmelsesværn og modellering af sårbare områder er afgørende, hvis vi skal undgå tab af liv og levebrød fra disse ødelæggende vejrhændelser. Men vores nye forskning afslører, at flodernes evne til at holde vandet flydende inden for deres bredder kan ændre sig hurtigt - og ved ikke at anerkende dette, nogle oversvømmelsesmodeller og forsvar kan være underudstyrede til at håndtere konsekvenserne, når de gør det.

Mange antager, at oversvømmelser skyldes kraftig nedbør. Det er rigtigt, men kun en del af forklaringen. Oversvømmelser opstår også, når mængden af ​​vand, der løber ud af landet, overstiger flodernes kapacitet til at bære denne strøm - som det var tilfældet, da Don -floden for nylig overtrådte oversvømmelser i Sheffield -området. Så, oversvømmelser er delvis forårsaget af mængden af ​​regn, dels af den fugt, der allerede er i jorden, og dels ved flodenes evne til at indeholde vand inden for deres kanaler.

Det betyder, at hvis flodkanalernes kapacitet ændres, så kan to identiske nedbørshændelser, der falder på lignende våd grund, forårsage oversvømmelser af meget forskellig alvor.

De fleste floder ændrer sig for altid. De formes af sedimenterne og vandet, de bærer. Mennesker har på en eller anden måde ændret de fleste af verdens floder. I nogle tilfælde er dette gennem direkte indflydelse, såsom dæmningskonstruktion eller flodteknik. Andre påvirkninger er indirekte - at bygge på nærliggende jord reducerer jordens evne til at absorbere vand, landbruget henter vand fra floder, og skovrydning lader mere vand strømme andre steder.

Floder reagerer også på ændringer i klimaet. I tørre perioder, mindre vand strømmer gennem flodsystemer. Det betyder, at der ofte er mindre energi til at flytte sedimenterne ved deres senge, så flodbredden kan gradvist stige, formindske flodens kapacitet. Rigelig plantevækst i kanalen kan også reducere en flodkanals kapacitet ved at bremse strømmen.

Men det er ikke altid let at forudsige, hvordan floder vil ændre sig. Ekstreme skift i kanalform og kapacitet kan forekomme meget hurtigt. Efter en nylig oversvømmelse i Spanien, en flod steg næsten en meter, da enorme mængder sediment fra opstrøms blev fortrængt og dumpet længere hen ad vejen. I tropiske flodsystemer, som har tendens til at bære mere sediment end tempererede floder, disse ændringer kan være flere meter.

Usikker risiko

Desværre, sådanne ændringer ignoreres typisk af oversvømmelsesingeniører og modellerere, der generelt behandler kanalen som en fast funktion. Hvis floder faktisk ændrer deres kapacitet i rum og tid, så kan skøn over sandsynligheden for oversvømmelse være forkert, sætte mennesker og ejendom i fare.

Motiveret af disse bekymringer, vi undersøgte i hvilket tempo kanalændringer sker, og i hvilket omfang disse ændringer kan være drevet af klimaet. Vi begyndte med en simpel konceptuel model:klimaet styrer nedbør, nedbør påvirker flodstrømmen, og flodstrømning former kanalens kapacitet.

Direkte observationer af dette link manglede i flodsystemer over korte tidsskalaer. Så, vi tog 10, 000 målinger af 67 floders kapacitet i USA, dækker en periode på næsten 70 år. Vi indsamlede også nedbørs- og floddata, at vurdere, hvordan klimatiske ændringer påvirkede flodernes kapacitet.

Vi opdagede, at midlertidige ændringer i flodkapacitet, varer fra år til årtier, var langt hyppigere end tidligere antaget. Samlet set, flodkapacitet har en tendens til at stige i perioder, der er vådere end gennemsnittet på grund af større erosion af flodkanaler, og fald i tørre perioder.

Vi fandt også ud af, at flerårige klimacyklusser, der påvirker regionale nedbørsmønstre-såsom El Niño sydlige oscillation-også kan få kanalens kapacitet til at udvide og trække sig sammen, måske globalt. Bevæbnet med denne viden, vi kan i sidste ende være i stand til at forudsige, hvordan flodernes kapacitet ændres, og dermed bedre forstå oversvømmelsesrisiko.

I tempererede regioner som Storbritannien, hvor floder har tendens til at være vegeteret, stærkt konstrueret og relativt stabil, sarte ændringer i kanalkapacitet er svære at opdage og sandsynligvis ikke livstruende. Imidlertid, i flodsystemer, der bærer store mængder sediment, eller i dele af verden, hvor nedbøren varierer betydeligt i løbet af året, pludselige reduktioner i flodkapacitet kan øge risikoen for oversvømmelser dramatisk for bebyggelser i nærheden. For eksempel, Ganges-Brahmaputra-floden i Indien og Bangladesh falder ind under denne kategori. Dens kapacitet ændrer sig allerede, og dens flodsletter er nogle af de tættest befolkede i verden.

Desværre, vi har stadig meget dårlig forståelse for arten og årsagerne til kanalkapacitetsændringer i de fleste regioner-og det er de mest udsatte steder, der har tendens til at have mindst data. For bedre at forstå, hvad der sker, vi skal bruge satellitbilleder til at overvåge, hvor hurtigt floder reagerer på ændringer i klimaet. Hvad vi dog endnu ikke kan gøre, er at overvåge flodjustering i realtid. Udvikling af teknologier, der gør dette, vil i høj grad forbedre vores forståelse af, hvordan ændringer i flodform og kapacitet påvirker oversvømmelsesrisikoen over hele verden.

Indtil disse oplysninger bliver tydelige, oversvømmelsesmodeller og forsvarsstrukturer bør bygge denne usikre risiko ind i deres design. Det kan gøre hele forskellen for dem, der bor i sårbare områder.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.