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新研究揭示气候变化如何影响降雨和洪水

发布日期: 2025-04-21来源:维也纳技术大学 【字体: 打印 关闭本页

  降雨和洪水发生在不同的时间尺度上,几小时或几天。现在有可能对气候变化如何影响这两个时间尺度上的现象首次做出解释。

  气候变化可能导致更多的降水和更严重的洪水。一项新研究表明,了解这种关系的细节,区分不同类型的降雨和洪水事件很重要,也就是说,区分以小时为时间尺度发生的短期事件和持续数天的长期事件。在每种情况下,气候变化都有不同的影响。

  奥地利的研究团队首次证明,气候变化导致的气温上升对几小时内的短期降水和洪水事件的影响尤为明显。对于时间尺度更长的事件,这种关系更为复杂。这项研究成果是基于一个多世纪以来在奥地利收集的详细数据得出的,也可应用于世界其他地区。哪些地区发生洪水的概率将有变化,以及如何受到影响,研究可得出结论。研究成果发表在《自然》杂志上。

  数据优良

  气候变化正在影响世界各地的水循环。奥地利的做法非常具有启发性,“我们非常幸运,有可用的优良数据,”领导本研究项目的维也纳工业大学教授君特・布迪泽尔(Günter Blöschl)说。自1900年以来,奥地利的降水由两个独立的机构记录:一个是气象局,现在变更为奥地利地圈(Geosphere Austria),另一个是由农业部管理的奥地利水文局。因此,奥地利的数据特别可靠,可用来预测其他国家的降水情况。

  维也纳工业大学、奥地利联邦农业、林业、环境和水管理部、奥地利地圈和格拉茨大学,在合作开展对这些数据集的分析。

  在短时间尺度上降水事件明显增多

  分析表明,在过去的30至40年里,仅持续几个小时的短期降水事件显著增加,增幅约为15%。“尽管存在不确定性,但气候模型已预测到这点。我们现在已能够证实这个结论,”布迪泽尔说。

  阿尔卑斯山脉两侧的降雨事件也大幅增多,这个结果很重要,因为这是两个不同的气候区。“这清楚地表明,大规模的天气系统并不是这些短期降水事件的决定性因素,因为地中海附近地区与阿尔卑斯主山脊以北的情况不同,”布迪泽尔说。“相反,气候变化引发的升温,导致局部地区的强降水增多。部分原因是温暖的空气可容纳更多的水分,还因为天气系统中有更多的能量,地面升温加剧导致气团上升运动加剧。气团随后也会快速冷却,从而导致更多降雨。”

  在更长的时间尺度上更复杂的情况

  这是普遍现象:其他地区受这种机制的影响方式与奥地利大致相同。然而,如果对持续数天的长期降雨事件进行分析,就会出现不同的情况。在这种情况下,像厄尔尼诺这样受海洋温度影响的全球天气现象将发挥更为决定性的作用。因此,这个时间尺度上的降雨事件在各地的变化方式并不相同。在地中海的意大利、西班牙和希腊的一些地区,由于气候变化,长期降雨甚至可能变得更加罕见。

  短期和中期降雨事件之间的差异也意味着不同地区受洪水影响的程度大不相同。“短期强降雨对集水区较小的河流影响强烈。因此,这些河流附近的周边地区,短期洪水的风险要高得多,”布迪泽尔解释说。像多瑙河这样的大河,情况就不同了。在每小时尺度上,这些地区受局部降水的影响较小;这里每天的天气事件起着更重要的作用,导致洪水的增加或变化不大,取决于水文气候情况。

  奥地利收集的数据清楚地表明,不同类型的降雨和洪水事件肯定受到气候变化的影响,但不总是以同样的方式。如想正确地评估洪水风险,必须区分不同的时间尺度。