Mere regn, mindre sne øger oversvømmelserne

Mens verden opvarmes, og nedbør, der ville have genereret snepakning, i stedet skaber regn, det vestlige USA kunne se større oversvømmelser, ifølge ny Stanford-forskning.

En analyse af over 400 vandområder fra 1980 til 2016 viser, at vinteroversvømmelser drevet af nedbør kan være mere end 2,5 gange så store som dem, der drives af snesmeltning. Forskerne fandt også, at oversvømmelsesstørrelser stiger eksponentielt, da en større brøkdel af nedbør falder som regn, hvilket betyder, at oversvømmelsernes størrelse steg hurtigere end stigningen i regn.

Studiet, som fremgår af januar -udgaven af Forskning i vandressourcer , er særligt fremtrædende for folk, der planlægger infrastruktur, mens der tages hensyn til global opvarmning. Som nordcalifornierne så det under Oroville Dam -krisen i 2017, da en oversvømmelse svigtede mere end 180, 000 indbyggere til at evakuere, varme storme kan give store problemer.

"Oroville Dam -krisen er et godt eksempel på, hvordan eksisterende infrastruktur allerede er sårbar over for oversvømmelser, " sagde hovedforfatter Frances Davenport, en ph.d. studerende i jordsystemvidenskab ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth). "Disse resultater viser, at opvarmning alene - selv uden ændringer i nedbørsmængder - kan føre til ændringer i størrelsen af ​​oversvømmelser."

Selvom det kan virke indlysende, at en større brøkdel af nedbøren, der falder som regn, ville forårsage større oversvømmelser, den nye forskning afslører, at nedbør og oversvømmelsesstørrelse har et ikke-lineært forhold. For eksempel, en storm med 100 procent regn har 25 procent mere flydende nedbør end en storm med 80 procent regn, men forskerne fandt ud af, at den gennemsnitlige oversvømmelse er 33 procent større, hvilket betyder, at oversvømmelserne vokser hurtigere end stigningen i flydende nedbør.

Fremtidige infrastrukturbehov

Resultaterne kunne informere forvaltningen af ​​reservoirer, der ikke kun sikrer regionens vandforsyning, men også giver en buffer til oversvømmelser, ifølge seniorforfatter Noah Diffenbaugh, Kara J. Foundation Professor ved Stanford Earth.

"Planlæggere bliver bedt om at projektere fremad, hvilke betingelser nutidens infrastruktur skal modstå i de kommende år og årtier, "Diffenbaugh sagde." Både formen og størrelsen af ​​vores ikke-lineære resultater har potentiale til at gavne planlæggere i vestlige stater, der forsøger at integrere den skiftende karakter af snehydrologi i deres beslutninger. "

Forskerne evaluerede 410 vandområder ved hjælp af daglige strømningsmålinger fra U.S. Geological Survey for at identificere de største nedbørshændelser og de tidsperioder med den højeste strømning. De analyserede derefter disse begivenheder ved at sammenligne mængden af ​​regn, sne og snesmeltning op til og efter hver begivenhed.

I samarbejde med økonom og medforfatter Marshall Burke, en assisterende professor i jordsystemvidenskab, forskerne tilpassede metoder fra økonometri - en gren af ​​anvendt statistik - for at tage højde for andre påvirkninger som jordens egenskaber, hældning og ændringer i arealanvendelsen, alene for at drille virkningen af ​​nedbør ud. Ifølge forfatterne, analysen er et af de tidlige forsøg på at anvende disse økonometriske teknikker på hydrologi.

"Ved at bruge denne økonometriske metode, vi kan se på, hvordan oversvømmelser har varieret på tværs af hele den historiske variation i hvert vandskel, " sagde Davenport. "Dette giver os mulighed for at identificere mønstre, der måske endnu ikke er tydelige i langsigtede oversvømmelsestendenser."

Resultaterne er nyttige for vandforvaltere, der tænker på langsigtede oversvømmelsesrisici, især i områder, der forventes at opleve opvarmning og fortsat variation i den samlede mængde nedbør, ifølge forskerne. De var motiverede til at fokusere deres analyser på det vestlige USA, fordi de samme dæmninger og reservoirer, der blev brugt til at lagre vand til den tørre sæson, også giver oversvømmelseskontrol i den våde sæson, med sne, der spiller en vigtig rolle i hver.

"Vi har i de senere år set spændingen i realtid mellem at holde vand i reservoiret, så det kan bruges senere på året, og slippe det ud, så der er plads til rådighed for at forhindre oversvømmelse fra den næste storm, "sagde Diffenbaugh, som også er Kimmelman Family Senior Fellow ved Woods Institute for the Environment. "Stater som Californien er udmærket klar over, at når snehydrologien i det vestlige USA fortsætter med at ændre sig, infrastrukturen, der blev designet og bygget omkring det gamle klima i forrige århundrede, vil fortsat blive presset til dets grænser. Vores resultater kaster nyt lys over, hvor hurtigt planlæggere kan forvente, at ekstrem afstrømning intensiveres, efterhånden som nedbør bliver mere domineret af regn i hele regionen. "