Изменение климата, вероятно, приведет к увеличению числа наводнений в одних частях США и уменьшению в других

Исследователи из Принстонского университета, разложив анализ паводков на основные физические механизмы, спрогнозировали, что изменение климата заметно повлияет на затопление речных бассейнов в США в течение XXI века.

В статье «Более высокие сценарии выбросов приводят к более экстремальным наводнениям в Соединенных Штатах», опубликованной 3 января в Nature Communications, ученые установили, что прогнозируемые изменения температуры и осадков, как ожидается, приведут к увеличению наводнений на северо-востоке и юго-востоке, особенно вдоль восточного побережья. В целом количество наводнений сократится на юго-западе и в северных Великих равнинах, включая территории Монтаны и Дакоты.

Автор-корреспондент Габриэле Вилларини отметил, что, основывая прогнозы на таких механизмах, как температура и осадки, исследователи применили новый подход к анализу паводков. Большинство анализов изучают исторические данные и ищут тренды, прослеживая их из прошлого через настоящее в ближайшее будущее. Планировщики часто оперируют историческими данными, говоря о 100-летнем или 1000-летнем наводнении как о мере его силы. Но Вилларини считает, что такой анализ недостаточен в условиях меняющегося климата.

«Когда мы проектируем защитные сооружения, мы проектируем их для будущего, а не для прошлого», — сказал Вилларини, профессор гражданского и экологического строительства и член Института окружающей среды Хай-Мидоуз в Принстоне. — «Если все, что вы делаете, это смотрите в прошлое и предполагаете, что будущее будет таким же, как и раньше, вы столкнетесь с потенциальными проблемами из-за изменения климата».

По словам исследователей, большинство анализов, использующих исторические данные, не выявили статистически значимой тенденции к увеличению или уменьшению наводнений в последние десятилетия. Но это, вероятно, связано с экстремальной природой самих событий. Экстремальные события по определению редки, а в наблюдательных данных много «шума», особенно при работе с короткими временными рядами. Возможно, сигнал об изменении скрыт в этом шуме, и его можно будет обнаружить только на длительных временных горизонтах или когда его величина возрастет.

Вместо того чтобы полагаться только на исторические записи, исследователи сосредоточились на понимании процессов, приводящих к ежегодным изменениям в паводках, и разделили причины наводнений на два важнейших климатических фактора: сезонную температуру и осадки. Проведя обширное моделирование влияния каждого сезонного компонента, ученые включили их в статистическую модель паводков, используя данные как для текущего, так и для предыдущих сезонов, чтобы учесть предшествующие условия, такие как влажность почвы и таяние снега.

Проверив свои модели по имеющимся историческим данным о расходе воды во время паводков, исследователи убедились, что они успешно объясняют наблюдаемые изменения наводнений простыми сезонными климатическими факторами.

После валидации модели паводков и пригодности глобальных климатических моделей для воспроизведения прошлого, ученые обратились к будущим событиям. Они выбрали различные сценарии изменения осадков и температуры в США, вызванные изменением климата, и использовали их для оценки изменений в региональной частоте наводнений.

Результаты анализа показывают, что сигнал об изменении становится сильнее и более заметным при увеличении выбросов парниковых газов, что указывает на влияние антропогенного изменения климата на эту опасность. Более того, результаты подчеркивают, что отсутствие обнаруженного сигнала об изменении в исторических записях не должно служить доказательством отсутствия изменений в будущем, и изменение климата должно учитываться при проектировании будущей инфраструктуры.