由于海平面上升和风暴加剧，飓风引发的极端洪水事件可能会在东部和南部海岸线变得更加频繁。普林斯顿大学的新研究中包含的研究结果表明，这两种水源可以产生研究人员所谓的复合洪水事件，其影响比单独的浪涌或降雨严重得多。
该研究发表在《自然气候变化》杂志上，是首批评估气候变化如何影响极端降雨激增事件频率的研究之一。研究人员希望这些发现将有助于更好地为政策制定者提供信息，并加强对即将到来的严重风暴的整体准备。
“大多数研究都分别研究了降雨和风暴潮的危害，但在这项研究中，我们研究了从墨西哥湾沿岸到新英格兰的联合危害，”普林斯顿大学土木与环境工程副教授林宁说该研究的高级作者和该研究的高级作者于 2 月 3 日在网上发表。
Lin 实验室的两名研究生 Avantika Gori 和 Dazhi Xi 是该论文的共同作者，还有 Lin 的长期合作者、麻省理工学院气象学教授 Kerry Emanuel。
使用基于物理的气候和飓风灾害模型和统计分析，这项新研究预测 100 年事件联合发生的频率将急剧上升，也就是说，在任何给定年份，降雨和风暴潮都有 1% 的机会发生的事件在历史时期——将在 2100 年发生。
在墨西哥湾沿线，极端降雨激增事件在历史上平均每 200-500 年发生一次。但到21世纪末，根据研究结果，这些极端事件可能平均每10-30年发生一次。新英格兰的前景更加悲观，那里的极端联合事件在历史气候中很少见，平均每千年发生一次不到。然而，到本世纪末，这些灾难性事件可能平均每五年发生一次。
为了得出这些预测，研究小组从八种不同的全球气候模型开始——数学上复杂、数据丰富的模拟世界气候如何因大气中的温室气体含量而发生变化。然后，研究人员缩小了这些模型的规模，为西大西洋和墨西哥湾沿线的感兴趣区域生成了数万个合成风暴。通过将模型对过去飓风发展和强度的预测与历史模拟进行比较，获得了模型的可靠平均值，这些模型以不同的方式权衡气候成分变量。“这样，通过比较模型对过去的预测，我们知道模型对未来的预测有合理的基础，”林说。
研究人员接下来建立了飓风产生的强风模型以及风从风暴向外延伸的距离。那些强大的风通过将大量的水推向陆地来推动风暴潮。暴风在他们模拟风暴的降雨中也发挥了作用。除了风的强度，风暴的平移速度，或者它在陆地和水上移动的速度，也会影响降雨和风暴潮。较慢的风暴平移速度会导致更大的降雨，因为风暴花费更多时间将降水倾倒在一个地区。降雨量增加可能会加剧当地的风暴潮洪水，这表明它们相互交织在一起，而较慢的风暴可能会让强风有更多时间积聚更高、更具破坏性的风暴潮。
该分析使研究人员能够衡量海平面上升和风暴变化的相对贡献——这些影响在过去十年中都得到了充分证明——对联合降雨激增危害的影响。鉴于过去 30 年每年大约 0.13 英寸的急剧增加，海平面上升一直被认为是更频繁洪水的主要驱动因素。然而，对于东部沿海地区，新研究表明风暴强度增加和平移速度减慢是联合极端降雨激增事件看起来将激增的主要原因。“这是一个令人惊讶的发现，表明我们不应忽视风暴气候学的变化，预计降雨量的增加将在推动复合洪水中发挥越来越大的作用，”林说。
未参与这项研究的中佛罗里达大学助理教授托马斯·瓦尔(Thomas Wahl)就其重要性发表了评论。
“根据本研究和其他研究中提供的结果，”Wahl 说，“决策者在其沿海管理和适应计划中正确考虑复合洪水事件至关重要。”
Wahl 指出，陆军工程兵团和联邦紧急事务管理局 (FEMA) 这两个深入参与减灾和救灾工作的机构最近都成立了工作组，以更好地了解复合洪水的影响。
这种对复合洪水威胁的日益认识与林自己的飓风风险分析工作相吻合，其中风暴潮和降雨的危害不再被视为单独的现象。“我们一直在学习，作为联合灾害，浪涌和降雨确实应该一起研究，现在这就是我的工作方向，”林说。“飓风造成的当前和未来联合危害尚未得到很好的量化，但通过这项研究，我们现在得到了一个更清晰、不幸的是发人深省的画面。”