Смягчение последствий экстремальных осадков в условиях меняющегося климата

В ночь на 2 сентября 2021 года ливневые дожди быстро превратили улицы и скоростные трассы Нью-Йорка в реки и озера, что привело к полной остановке метрополитена (впервые со времен урагана «Сэнди») и параличу уличного движения. Стихия вызвала перебои в авиасообщении и закрытие бизнесов, нанеся ущерб от наводнений на северо-востоке США в 16–24 млрд долларов. В ту ночь в Нью-Йорке погибло не менее 13 человек, а на всем северо-востоке — не менее 44, что превышает число жертв от первоначального выхода урагана «Айда» на сушу в качестве урагана 4-й категории. С общим ущербом около 98 млрд долларов «Айда» может стать седьмым по стоимости ураганом в новейшей истории США. В условиях нестационарного климата из-за антропогенного изменения климата подобные события будут учащаться, что требует приоритетного внимания к мерам по смягчению рисков, связанных с растущей частотой и интенсивностью экстремальных осадков.

Осадки были вызваны остатками тропического шторма «Айда». Примечательно, что предыдущий рекорд осадков в Нью-Йорке был установлен всего двумя неделями ранее ураганом «Анри». Эти события стали третьим крупным наводнением в городе за несколько месяцев после того, как в начале июля остатки тропического шторма «Эльза» принесли сильные ветры и необычные дожди. То, что раньше было редкостью, например, затопление метро, этим летом происходило регулярно.

Эти городские катастрофы не были изолированными, а стали частью серии разрушительных наводнений, сделавших 2021 год годом рекордов. Вскоре после «Эльзы» 14–15 июля над Западной Европой задержалась крупная штормовая система, вызвавшая рекордные осадки в странах Бенилюкса, Германии, Швейцарии и Франции. Некоторые районы Германии получили двухмесячную норму осадков за один-два дня, что привело к выходу рек из берегов и внезапным наводнениям. Только в Западной Германии застрахованные убытки составили 4,7–5,9 млрд евро.

Через неделю, 19–20 июля, сильнейшее наводнение произошло в центральной китайской провинции Хэнань после рекордных осадков (более 178 мм) в столице провинции Чжэнчжоу. Наводнение унесло жизни не менее 300 человек и вынудило эвакуироваться более 800 000. В августе серия гроз вызвала сильные дожди в Турции, приведшие к нескольким наводнениям и оползням. За неделю с беспрецедентным подъемом воды на четыре метра погибло не менее 81 человека.

Экстремальные осадки и застойные погодные условия в меняющемся климате

Рекордные экстремальные осадки, особенно кратковременные ливни, учащаются в условиях потепления климата из-за увеличения скорости испарения и влагоемкости атмосферы. С физической точки зрения эти связи хорошо изучены, а рост региональных экстремумов осадков наблюдается по всему миру, что ведет к увеличению ущерба от наводнений. Исследование оперативного определения причин (rapid attribution study) проекта World Weather Attribution показало, что изменение климата сделало наводнение в Германии в 1,9–9 раз более вероятным.

Помимо термодинамических факторов, атмосферная динамика также часто способствует усилению экстремальных явлений. Например, когда малоподвижные погодные системы вызывают длительные осадки над одним регионом, локальный риск наводнения усиливается. Один из ярких примеров — ураган «Харви», который оставался стационарным над Техасом в августе 2017 года, что привело к катастрофическим наводнениям в Хьюстоне. Аналогично, в 2021 году над Германией задержалась малоподвижная область низкого давления. Есть свидетельства, что изменение климата является одним из факторов, влияющих на атмосферную динамику, например, на ослабление циркуляции в средних широтах за последние четыре десятилетия, что приводит к более медленным штормам и интенсивным осадкам. Хотя рекордные дожди в Нью-Йорке в 2021 году не были вызваны медленно движущейся системой, крупномасштабная циркуляция сыграла критическую роль, обеспечив тропический циклон «Айда» дополнительной влагой при взаимодействии с внетропическим фронтом на пути к северо-востоку США.

Смягчение рисков наводнений в меняющемся климате

Воздействие климатических экстремумов не изолировано от других социальных проблем и часто действует как усилитель. В Луизиане число госпитализаций с COVID-19 было близко к рекордному уровню перед ударом «Айды», что осложнило эвакуацию. Многие погибшие в Нью-Йорке утонули в незаконных подвальных квартирах — последнем убежище от непомерной арендной платы. Рекордная интенсивность осадков (более 76 мм/час) привела к столь быстрому подъему воды, что спастись было невозможно.

Урбанизация в результате роста населения и экономического развития увеличивает площадь непроницаемых поверхностей, что ведет к росту поверхностного стока и изменению характеристик пойм, глубины и площади затопления. Рост городов и неформальная застройка не только увеличивают подверженность риску, но и повышают уязвимость уже недостаточно обеспеченного населения с низкой способностью к адаптации.

Для защиты нынешнего и будущих поколений можно применять два типа мер смягчения: структурные и неструктурные. Структурные меры — это инженерные системы, такие как дамбы, плотины и защитные стены, направленные на контроль опасности. Пример — новая система дамб в Новом Орлеане, построенная после урагана «Катрина». «Айда» проверила ее надежность, и система показала адекватную работу, значительно снизив разрушительные последствия. Однако каждый шторм уникален, и в условиях меняющейся природы опасности возникает вопрос: достаточно ли этих мер?

Поскольку частота и интенсивность наводнений растут из-за изменения климата, защитные сооружения, спроектированные на основе современных угроз, в будущем могут столкнуться с экстремальными событиями, приводящими к их переполнению или разрушению. Такие стратегии также могут создавать иллюзию безопасности, способствуя дальнейшему росту в «защищенных» от наводнений районах и недостаточному восприятию риска на индивидуальном, институциональном и государственном уровнях.

Неструктурные меры смягчения рисков наводнений опираются на политику планирования, такую как зонирование, приобретение земель, регулирование землепользования и социально-экономические стимулы, направленные на контроль подверженности. Эти политики наиболее эффективны в урбанизирующихся сообществах, однако они не так успешны, как ожидалось, в изменении тенденции людей селиться в подверженных наводнениям районах.

Важные вопросы в этом контексте: какой уровень и комбинация структурных и неструктурных мер должны быть реализованы, чтобы помочь сообществам стать более устойчивыми к разрушительным наводнениям? И в какой степени эти меры поддерживают одну группу людей больше, чем другие? Не приводит ли это непропорциональное преимущество к еще большей уязвимости неблагополучного населения?

В некоторых регионах учащение экстремальных погодных явлений делает все более трудным восстановление, не говоря уже о подготовке к следующему экстремуму, делая отступление единственным жизнеспособным вариантом. Но это легче сказать, чем сделать: необходимо решить множество вопросов о приоритетности сообществ, а также о добровольном или обязательном отступлении. И, наконец, мы должны понимать не только от чего отступаем, но с какими опасностями (нынешними и будущими) можем столкнуться на новом месте.

Перемещение вглубь суши в определенной степени снизит риски штормовых нагонов и повышения уровня моря. Риск внезапных наводнений определить гораздо сложнее, и необходимо четко сообщать, отступают ли люди от одной опасности к другой. Эта проблема, связанная с внезапными наводнениями, другими индивидуальными опасностями и совокупными рисками, требует решения. Сейчас у нас есть возможность оценить и управлять вариантами структурированно, а не ждать, пока придется решать их под огромным когнитивным, эмоциональным и техническим давлением.