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约克准备二十年的最高洪水河等级,2月17日2月17日。信贷:加里坎尔顿/ alamy股票照片。2AYX113.
约克准备二十年二十二十二十年的最高洪水河等级。 资料来源:Gary Calton / Alamy Stock Photo。
客人帖子
2020年2月20日17:08

客座邮政:由于气候变化,英国洪水变得更糟吗?

杰米·汉联德

杰米·汉联德

20.02.2020 | 5:08pm
客人帖子 客座邮政:由于气候变化,英国洪水变得更糟吗?

在暴风雨带来的特殊降雨之后,在英国的大部分地区洪水淹没了一生席亚拉丹尼斯

由于洪水事件仍在继续,现在全面评估其规模或严重程度还为时过早。但我们知道,许多主要河流的水位都达到了历史最高水平。空前的“广泛使用。

这些洪水仅仅发生在同样毁灭性的三个月之后破纪录的- 约克郡和米德兰兹洪水。2019年夏天也看到了更局部,但剧烈,洪水洪水峰区林肯郡

发生如此多的极端洪水似乎很不寻常,“前所未有”这个词似乎也越来越少。人们不需要回顾很久就能发现以前“前所未有”的洪水事件。

例如,冬天的2015 - 16在英国西北部经历了毁灭性的、破纪录的洪水,以及英国有记录以来最高的日降雨量和最高的河流流量。

在里面2013-14冬天,持续的洪水影响了英格兰南部 - 最符合萨默塞特水平和泰晤士河较低。虽然这种活动在洪水峰值方面的卓越卓越,但持续时间和地理范围是显着的。

21世纪的前二十年,一般来说,已经以许多主要的洪水事件为特征(参见所产生的报告国家水文监测方案)。

不可避免地,目前的洪水 - 近年来的所有洪水 - 都促使对洪水风险管理的广泛讨论,以及导致洪水因洪水而越来越多人类诱导的全球变暖

当然,这些索赔不是没有理由的。但他们是合理的吗?有什么证据?

洪水是否变得更频繁或严重?

在这里,我关注河流——或“河流”——洪水,注意到洪水也可以来自地表水,地下水和沿海来源。为了调查洪水的变化,我们需要分析长期的河流流量记录——有时被称为“流量”——而不是水位或高度。

在英国,我们很幸运拥有国家河流流量档案馆(NRFA),将数据从1,500个测量站(如下面所示的那些)融合环境局苏格兰环境保护局自然资源威尔士基础设施部-北爱尔兰河流

河流监测站的例子。左:约克郡Buttercrambe的Derwent;右:圣约翰的伯布里亚的贝克贝克。来源:NRFA。
河流监测站的例子。左:约克郡Buttercrambe的Derwent;右:圣约翰的伯布里亚的贝克贝克。来源:NRFA。

其中一些河流流量记录返回五十年或更长时间,一系列重要的研究已经使用了NRFA持有的数据,以评估河流的长期趋势,包括洪水。这项工作已经总结在评论文章,而更新的趋势分析也被发表

所有这项工作都朝着相同的结论。在过去的四年或五十年中 - 大多数典型的河流记录的长度 - 大多数英国河流普遍上涨。

更重要的是,在与洪水相关的情况下,峰河流(通常,研究看出“年度最大”的趋势 - 每年的最高峰河流的趋势)和洪水变得更加频繁。

这项工作也在地理图片方面非常一致。下面的地图显示了英国346张测量站的年度最大流量的趋势。高河流量的增加 - 由蓝色三角形表示 - 在英国的北部和西部是最引人注目的。该国的其他一些地区也有显着增加,例如英格兰南部和东安格利亚。

还要注意,趋势减少 - 显示为红色三角形 - 虽然这些很少统计上显著

这张图显示了1967-2016年英国年度最大(“AMAX”)流量的趋势强度(三角形大小)。趋势表示为相对于长期平均数在这一期间内的百分比变化。白色阴影表示有统计学意义的趋势。蓝色表示增加,而红色表示减少。(需要注意的是,在这个数据集中,苏格兰的许多气象站在过去的十年中是不可用的,所以没有显示出趋势——请参阅该研究对苏格兰的详细报道)。
这张图显示了1967-2016年英国年度最大(“AMAX”)流量的趋势强度(三角形大小)。趋势表示为相对于长期平均数在这一期间内的百分比变化。白色阴影表示有统计学意义的趋势。蓝色表示增加,而红色表示减少。(请注意,在此数据集中,苏格兰的许多站在过去十年中不可用,因此未显示趋势 - 查看这项研究了解有关苏格兰的详细报道)。

下面的图表显示了2019 - 20年影响的一些地区的洪水中长期变异性的例子。

河流大学教师考尔德伊甸园最近的洪水,比如2007年和2015-16年,尤其突出。(请注意,这些数据显示了截至2017年的年洪峰流量趋势,因此不包括2019-20年的洪水。初步估计表明,最近的这些峰值将进一步强化这些趋势。)

但是,记录来自塞文河- 一个罕见的记录返回20世纪20年代的罕见例子 - 描绘了一个不同的故事。

虽然自20世纪60年代以来也表现出薄弱的增长,但它在1960年期间揭示了更大的洪水。事实上,这一记录呈现出弱势下降趋势,尽管在年初和数十年之间具有显着变化的突出特征,2000年初与“洪水贫困”时期对比(如早期)的“富裕”时期。20世纪70年代。

2019-2020年受灾地区4条河流年最大流量时间序列(“AMAX”)黑色虚线表示线性趋势,红色线表示平滑滤波器,强调了几十年之间的变异性。有关方法的信息,请参阅本研究。
2019-2020年受灾地区4条河流年最大流量时间序列(“AMAX”)黑色虚线表示线性趋势,红色线表示平滑滤波器,强调了几十年之间的变异性。看这项研究有关方法的信息。

这些趋势与气候变化有关吗?

在原则上,气候变化和洪水之间有着根本的联系,因为,简单地说,这是一个温暖的气氛持有更多的水分

相应地,气候变化预测表明英国未来洪水的严重程度可能会增加。但是,近几十年来,我们所看到的日益增多的洪水趋势是否受到了气候变化的影响?

从趋势检测到归因是具有挑战性的,因为明显的变异性在年和年之间-可以清楚地看到“摆动”在平滑的红线上的时间序列图表上面。这种“噪音”使人们很难发现任何与气候变暖相关的“信号”。

此外,解决造成这些波动的原因是值得的。在英国的纬度,大气变暖通常意味着更多的降雨,但在任何一个地方,气候变化的影响都因天气模式的变化而变得复杂。大气和海洋环流模式在几年到几十年的时间尺度上自然变化,这是导致河流流量随时间变化的原因。

英国坐在大西洋的边缘,所以这尤为重要。例如,北部和西方英国过去五十年的洪水的增加已经与变化有关北大西洋涛动(Nao),影响风暴轨道对英国的位置,对降雨有很大的影响。在与国际团队合作,我们强调了大西洋海面温度变化的作用大西洋数十年震荡欧洲洪水的amo)。

河wye洪水的看法在Hay-on-Wye附近,Herefordshire,2月16日2020年。信用:亚历克隆ramsay / alamy股票照片。2AYTWYM
河wye洪水的看法在Hay-on-Wye附近,Herefordshire,2月16日2020年。信用:亚历克隆ramsay / alamy股票照片。

英国的研究使用了非常长的洪水记录,如上图所示的塞文河,指出了几十年之间的显著变化,导致了“洪水丰富”和“洪水贫穷”时期,这是由NAO、AMO和一长列其他因素驱动的。这些变化使得我们很难解释趋势,所以我们还不能确定近几十年来观测到的洪水增加有多少是由人类引起的变暖造成的,又有多少是由自然变化造成的。

然而,由于人为变暖影响海洋-大气变化模式,如NAO,洪水的增加肯定反映了两者的结合。

我们可以用一些确定性说的是,在北部和西方英国的部分地区过去四年或五十年来,洪水洪水的趋势越来越大,这与我们在温暖世界中所期望的一致。

通过归属增加信心

最后,虽然我有意将重点放在观察数据上,但对所提出问题的任何答案也必须考虑气候模型。将人类引起的变暖信号从可变性的噪音中分离出来,这被称为气候变化归因-不能仅通过分析观测的洪水数据来实现。

然而,可以使用复杂的气候建模技术来实现特定的极端天气事件。这种归属研究使用模型来模拟与淫乱发射的气候,并使用大集合 - 或“合奏” - 这些模拟的仿真,以识别温暖的气候贡献。

越来越多的这些归因研究表明,特定的洪水事件承担了人类诱导的变暖的“指纹”。例如,研究表明了2013-14洪水更有可能由于人类对气候的影响和对此变暖的贡献2015 - 16的洪水使用类似的技术进行评估。

虽然这些研究关注的是个别的洪水事件,而不是长期趋势,但它们增强了我们的信心,即最近的洪水增加是由人类引起的变暖加剧的。

凭借露西巴克,凯蒂莫丹,史蒂夫特拉克和西蒙威廉姆斯的贡献。

来自这个故事的Sharelines
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