气候变化导致降水更强、雨雪模式发生变化,野火也日益增多。
气温升高使越来越多地区面临严重洪灾,造成数十亿美元损失。
野火增多也加剧了暴雨期间发生泥石流和碎屑流的风险。
强降雨与融雪叠加,可能造成严重破坏。
2022年6月中旬,风暴在黄石国家公园及其周边山区的三天内带来多达5英寸的降雨,导致积雪迅速融化。雨水和融雪水涌入溪流,继而汇入河流,最终引发洪水,损坏道路、小屋和公共设施,并迫使逾10,000人撤离。
黄石河打破了此前的纪录,水位达到近100年前开始监测以来的最高值。
虽然洪水是自然现象,但人为导致的气候变化正在使此类严重洪灾事件变得更加常见。我研究气候变化对水文学和洪水的影响。在山区,气候变化的三种影响尤其加剧了洪灾风险:降水更强、雨雪模式发生变化,以及野火对地貌造成的影响。
气候变化的影响:空气变暖带来更强降水
气候变化的一个影响是,更暖的大气会带来更强的降水事件。
这是因为温暖的空气能够容纳更多水分。大气可容纳的水蒸气量每当大气温度升高1.8华氏度,便会增加约7%(即1摄氏度)。
研究记录表明,极端降水增多的情况已经出现,不仅发生在黄石等地区,也遍及全球。近年来全球发生多起创纪录洪灾,包括灾难性的洪灾,发生在 澳大利亚、西欧和中国,这并非巧合。气候变化使极端降水打破纪录的可能性上升。
最新的评估报告由政府间气候变化专门委员会发布,报告指出,随着全球气温持续上升,这一趋势未来还将延续。
雨更多,雪更少
在较寒冷地区,尤其是山区或高纬度地区,气候变化还会以其他方式影响洪灾。
在这些地区,历史上许多规模最大的洪水都是由融雪引发的。然而,由于气候变化使冬季变暖,冬季降水中以降雪形式出现的比例降低,更多降水则以雨水形式出现。
从降雪转为降雨会对洪灾产生重大影响。积雪通常在春末或夏季缓慢融化,而降雨形成的径流会更快流入河流。因此,研究表明,降雨引发的洪水规模可能远大于仅由融雪引发的洪水,而从降雪转为降雨会增加整体洪灾风险。
从降雪转为降雨的变化已经发生,黄石国家公园等地也不例外。科学家还发现,降雨引发的洪水日益频发。在一些地方,雨雪模式变化带来的洪灾风险变化,甚至可能比降水强度增加的影响更大。
雨落在积雪上的模式变化
当雨落在积雪上时(近期黄石洪灾就出现了这种情况),雨水与融雪叠加会带来特别大的径流和洪水。
有时,雨落在积雪上时地面仍有部分冻结。冻结或已经饱和的土壤无法吸收更多水分,因此更多雨水和融雪水会形成径流,直接加剧洪灾。雨水、融雪和冻结土壤共同作用,是2019年3月美国中西部洪灾的主要原因之一;这场洪灾造成超过120亿美元的损失。
雨落在积雪上的现象并非新鲜事,但气候变化会改变其发生的时间和地点。在更温暖的条件下,高海拔地区雨落在积雪上的情况会更加常见,而这些地区过去很少出现这种现象。降雨强度增大,加上气候变暖导致积雪迅速融化,也可能使这些地区出现过去从未经历过的更大规模雨雪叠加事件。
在海拔较低的地区,由于积雪覆盖减少,雨落在积雪上的情况实际上可能比过去更少发生。不过,这些地区的洪灾风险仍可能上升,因为强降雨会增多。
野火与洪灾的叠加影响
洪灾的变化并非孤立发生。气候变化也在加剧野火,使暴雨期间出现另一种风险:泥石流。
遭野火烧毁的地区更容易在极端降雨期间发生泥石流和碎屑流,原因既包括植被缺失,也包括火灾造成的土壤变化。2018年,美国加利福尼亚州南部在2017年托马斯山火的过火范围内遭遇强降雨,造成严重泥石流,摧毁100多套住宅,导致20多人死亡。火灾会改变土壤,使其吸收渗入土壤的雨水减少,更多雨水因此流入溪流和河流,加剧洪灾。
随着气候变化导致野火增多,面临这些风险的地区也越来越多。在未来气候进一步变暖的情况下,野火过后再遭遇极端降雨的情况也会更加频繁。
全球变暖正在让环境发生复杂变化,而它会增加洪灾风险这一点已十分明确。黄石地区及其他遭洪灾破坏的山区社区在重建时,必须找到办法适应风险更高的未来。







