斯坦福大学的一项新研究显示，随着全球变暖，原本会形成积雪的降水反而带来了降雨，美国西部可能会遭遇更大的洪水。
2017年2月11日，美国加利福尼亚州奥罗维尔大坝被侵蚀的溢洪道溢出的水。一项新的研究为我们提供了在一个变暖的世界里，雪越少，洪水风险会如何变化的洞见。(图片来源:威廉·克罗伊尔，加州水利部/维基共享)
一项对1980年至2016年400多个流域的分析表明，由降雨引起的冬季洪水可能是由融雪引起的洪水的2.5倍以上。研究人员还发现，随着降雨降雨比例的增加，洪水规模呈指数增长，这意味着洪水规模的增长速度快于降雨的增长速度。
这项研究发表在1月份的《水资源研究》(Water Resources Research)杂志上，对于那些在考虑全球变暖的情况下规划基础设施的人来说，意义尤为重大。在2017年的奥罗维尔大坝危机中，当溢洪道故障迫使超过18万居民撤离时，北加州人就看到了，温暖的风暴会带来大问题。
“Oroville大坝危机是一个很好的例子，说明现有的基础设施已经很容易受到洪水的影响，”该研究的第一作者Frances Davenport说，她是斯坦福大学地球能源学院地球系统科学的博士生环境科学(斯坦福地球)。“这些结果表明，仅仅是气候变暖——即使降水量没有变化——就可能导致洪水规模的变化。”
虽然看起来很明显，降雨越多，洪水越严重，但新的研究表明，降雨和洪水规模之间存在非线性关系。例如，一场100%降水的暴风雨比一场80%降水的暴风雨多出25%的液体降水，但研究人员发现平均洪水要大33%，这意味着洪水的增长速度比液体降水的增长速度快。
未来的基础设施需求
斯坦福大学地球研究中心Kara J. Foundation教授、资深作者Noah Diffenbaugh说，研究结果可以为水库的管理提供信息，不仅保证了该地区的供水，还为洪水提供了缓冲。
Diffenbaugh说:“规划人员被要求预测未来几年和几十年，今天的基础设施必须承受什么样的条件。”“我们的非线性结果的形状和规模都有可能使西部各州的规划者受益，他们正试图将雪水文性质的变化纳入他们的决策中。”
研究人员利用美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的每日流量测量数据，对410个流域进行了评估，以确定最大的降水事件和流量最大的时间段。然后，他们通过比较每个事件之前和之后的降雨、降雪和融雪量来分析这些事件。
与经济学家和马歇尔伯克合著者合作,地球系统科学的助理教授,从计量经济学研究者改编方法——应用统计学的一个分支——占土壤特性等影响,坡度和土地利用变化,为了弄清降水的影响。作者认为，该分析是将这些计量经济学技术应用于水文的早期尝试之一。
达文波特说:“通过使用这种计量经济学方法，我们可以看到洪水是如何在每一个分水岭的整个历史变化范围内发生变化的。”“这使我们能够确定在长期洪水趋势中可能还不明显的模式。”
研究人员说，这些结果对考虑长期洪水风险的水管理人员是有用的，特别是在预计将经历变暖和总降水量持续变化的地区。他们之所以把研究重点放在美国西部，是因为用于旱季蓄水的大坝和水库在雨季也能起到防洪的作用，而雪在其中扮演着重要的角色。
近年来“我们实时保持水水库之间的紧张关系,因此它可以使用在今年晚些时候,并让它这样的可用空间,以防止洪水下一个风暴,“Diffenbaugh说,世卫组织还Kimmelman家族斯坦福伍兹环境研究所高级研究员。“像加州这样的州很清楚，随着美国西部的雪水文学继续变化，上个世纪围绕旧气候设计和建造的基础设施将继续被推到极限。我们的研究结果进一步说明，随着降雨在整个地区的主导作用越来越强，极端径流会以多快的速度加强。”
该研究的合著者胡里奥·赫雷拉-埃斯特拉达(Julio Herrera-Estrada)是斯坦福大学地球研究所的博士后研究员。迪芬堡也是Precourt能源研究所的一个附属机构。伯克是Freeman Spogli国际研究所的中心研究员，也是伍兹环境研究所的研究员。
研究经费由斯坦福大学提供。
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