Fig. 1:Fremtidige ændringer i nedbør (P) og strømstrømnings (Q) størrelser for forskellige niveauer af ekstremitet i alt 78 oplande. Relative ændringer [−] i (a) hændelsesfrekvens og (b) topstørrelse for gennemsnitlige og gradvist mere ekstreme hændelser (dem med 10, 20, 50, 100, og 200 års empiriske returintervaller, henholdsvis). Relative ændringer beregnes ved at sammenligne begivenhedskarakteristika for en fremtidig periode (2060-2099) med karakteristika for en historisk periode (1961-2000). Den grå bjælke i (b) viser den relative ændring i hændelsestidspunktet (dag på året, negative værdier indikerer tidligere overordnede hændelser for ekstreme hændelser). Betydning af boxplot-elementer:central linje:median, boksgrænser:øvre og nedre kvartiler, øvre knurhår:min(max(x), Q3 + 1,5 × IQR), nedre knurhår:max(min(x), Q1 − 1,5 × IQR), ingen afvigelser vises. Kredit:DOI:10.1038/s43247-021-00248-x
Klimaændringer vil føre til flere og stærkere oversvømmelser, hovedsagelig på grund af stigningen i mere intens kraftig nedbør. For at vurdere præcis, hvordan oversvømmelsesrisici og sværhedsgraden af oversvømmelser vil ændre sig over tid, det er særligt nyttigt at overveje to forskellige typer af sådanne ekstreme nedbørshændelser:svagere og stærkere. En international gruppe af videnskabsmænd ledet af Dr. Manuela Brunner fra Institut for Jord- og Miljøvidenskab ved Universitetet i Freiburg og Prof. Dr. Ralf Ludwig fra Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) har nu kastet lys over dette aspekt, som hidtil har været lidt undersøgt. De fandt ud af, at de svagere og samtidig hyppigere ekstreme nedbørshændelser (i gennemsnit hvert 2. til 10. år) er stigende i frekvens og mængde, men fører ikke nødvendigvis til oversvømmelse. Nogle steder, klimaændringer kan endda reducere risikoen for oversvømmelser på grund af tørrere jordbund. Tilsvarende mere alvorlige og samtidig mindre hyppige ekstreme nedbørshændelser (i gennemsnit sjældnere end 50 år og som forekom i Eifel i juli 2021) er stigende i hyppighed og mængde, men de fører også generelt til hyppigere oversvømmelser. Holdet offentliggjorde resultaterne af deres undersøgelse i tidsskriftet Kommunikation Jord &Miljø .
Nogle steder, klimaændringer fører til lavere risiko for oversvømmelser
"Under stærkere og samtidig sjældnere ekstreme nedbørshændelser, så store mængder nedbør rammer jorden, at dens nuværende tilstand har ringe indflydelse på, om der vil opstå oversvømmelser, " forklarer Manuela Brunner. "Dens evne til at absorbere vand opbruges relativt hurtigt, og fra da af løber regnen ud over overfladen, dermed oversvømme landskabet. Det er en anden historie for de svagere og hyppigere ekstreme nedbørshændelser, " siger Brunner. "Her, de nuværende jordbundsforhold er afgørende. Hvis jorden er tør, den kan optage meget vand, og risikoen for oversvømmelse er lav. Imidlertid, hvis der allerede er høj jordfugtighed, oversvømmelse kan også forekomme her." Så, da klimaændringer får mange jorder til at blive tørrere, risikoen for oversvømmelse der kan falde for de svagere, hyppigere ekstreme nedbørshændelser - men ikke for de sjældne, endnu mere alvorlige.
Kraftig nedbør vil generelt stige i Bayern
I det specifikke eksempel med Bayern, videnskabsmændene forudser også, hvordan de forskellige ekstreme nedbørshændelser dér vil blive flere. Svagere nedbørshændelser, som fandt sted i gennemsnit hvert 50. år fra 1961 til 2000, vil forekomme dobbelt så ofte i perioden fra 2060 til 2099. Stærkere, som fandt sted i gennemsnit omkring hvert 200. år fra 1961 til 2000, vil forekomme op til fire gange hyppigere i fremtiden.
"Tidligere undersøgelser har bevist, at nedbør vil stige på grund af klimaændringer, men sammenhængen mellem oversvømmelsesintensiteter og kraftigere nedbør er endnu ikke undersøgt tilstrækkeligt. Det var der, vi startede, " forklarer Manuela Brunner. Ralf Ludwig tilføjer, "Ved hjælp af vores unikke datasæt, denne undersøgelse udgør en vigtig byggesten til et presserende behov, bedre forståelse af det meget komplekse forhold mellem kraftig nedbør og ekstremer af afstrømning." Dette kunne også hjælpe med at forbedre oversvømmelsesprognoserne.
78 områder undersøgt
I sin analyse, holdet identificerede såkaldte frekvenstærskler i forholdet mellem fremtidig nedbørsstigning og oversvømmelsesstigning for størstedelen af de 78 hovedvandsoplande undersøgt i regionen omkring kroen, Donau og Main floder. Disse stedspecifikke værdier beskriver, hvilke ekstreme nedbørshændelser, klassificeret efter deres forekommende hyppighed, vil sandsynligvis også føre til ødelæggende oversvømmelser, som den i juli i Eifel-regionen.
For sin undersøgelse, forskerholdet genererede et stort ensemble af data ved at koble hydrologiske simuleringer for Bayern med et stort ensemble af simuleringer med en klimamodel for første gang. Modelkæden blev anvendt på historiske (1961-2000) og varmere fremtidige (2060-2099) klimaforhold for 78 vandløbsoplande. "Regionen omkring kroens hovedvandsoplande, Donau, og Main Rivers er et område med udtalt hydrologisk heterogenitet. Som resultat, vi betragter en bred vifte af hydroklimater, jordtyper, arealanvendelse og afstrømningsveje i vores undersøgelse, siger Brunner.