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预测、气候、风险管理……德国和比利时的致命洪水七个问题

阅读时间: 6 分钟

作者:Vazken Andréassian, 仁爱

根据 18 月 175 日星期日起草的最后一份临时报告,超过 150 人在 XNUMX 月初影响中欧部分地区的恶劣天气中丧生。 德国付出了最沉重的代价,死亡人数超过XNUMX人; 其次是比利时,那里有数十人死亡。 寻找失踪者的研究仍在进行中,这表明损失更大。

一场自然灾害如何在人们如此期待的情况下造成如此多的受害者? 在这种情况下,气候变化的作用是什么? 如何最好地预测此类事件? 如此多的问题,我们将尝试提供答案。

1. 如何解释德国、比利时、卢森堡和荷兰的这些突如其来的洪水?

原因是这些地区在 13 月 14 日和 XNUMX 日发生了大雨。 例如,Deutsche Wetterdienst (DWD,德国气象局)在 154 月 14 日记录了科隆 154 毫米的降雨,相当于每平方米下降 XNUMX 升水! 真正的洪水,由于其强度高,无法渗透,直接通过径流注入河流。

更糟糕的是,这场雨是在 13 月 XNUMX 日的一个特别下雨的日子之后发生的,土壤已经被前几天的雨水弄湿了。

至于允许这种降雨的气象情况,对于中欧来说,这是相对经典的,即使其持续时间很长。

它是一个孤立的冷空气袋——气象学家称其为“冷滴”——它具有笼罩大片区域的自然趋势。 这种堵塞有利于有限空间内非常重要的降雨积累。 在寒冷的洼地周围,热空气(具有高水蒸气含量)冷凝并产生明显的瀑布。

在德国和比利时的毁灭性洪水中,近 130 人死亡,许多人失踪(法国 24,17 年 2021 月 XNUMX 日)。

2. 夏季发生这样的洪水如何解释?

对于法国人来说,这些洪水的惊人之处——除了造成严重的人员伤亡——最重要的是整个季节:事实上,我们更愿意将洪水与冬天联系起来(请记住,1910 年法国北部的大洪水发生在 XNUMX 月) ,可能在地中海地区的秋季。

但在感叹没有更多的季节之前,我们必须接受超越国界的看法,看到中欧的大洪水通常发生在夏季:我们最近可以举出 2013 年 1965 月的易北河大洪水, 2013 年 1997 月和 1804 年 1910 月的多瑙河,2016 年 XNUMX 月的奥得河大洪水。在阿尔河谷,特别受后期洪水的影响,主要参考洪水可以追溯到 XNUMX 年 XNUMX 月、XNUMX 年 XNUMX 月和 XNUMX 月XNUMX 年。

法国水文学家 Maurice Pardé 为这些事件创建了一个特殊的类—— “中欧型洪水” - 他已经用类似于最近几天观察到的“冷落”现象来解释这一点。

3. 气候变化是否在这种情况下起作用?

近日发生的这一现象,无论是从气象还是水文的角度来看,都可以说是“经典”。 乍一看,没有必要援引气候变化的作用来解释。

另一方面,可以而且应该引起我们注意的是,记录的降雨强度(和累积)严格来说是“非凡的”。

这种发展与气象学家预测的温度升高的结果一致,在 根据克劳修斯·克拉佩龙的法律 它与大气可以容纳的最大水蒸气量和后者的温度有关; 这让我们可以预测,每增加摄氏度,大气中水蒸气总量就会增加 7%:正是这种增加让人们担心会下大雨。

最近关于洪水的其他工作也可以启发我们:在一篇文章中 2020 年 XNUMX 月发表在期刊上 自然, Günther Blöschl 教授(维也纳技术大学)因此表明,如果当前时期不是欧洲历史上洪水泛滥的独特现象,那么它的温度也是独一无二的。

事实上,如果过去欧洲存在其他相对“丰富”的洪水时期(1560-1580、1760-1800和1840-1870),它们都比平均温度低,而最近一段时间的温度明显升高与长期平均水平相比。

4. 这个极端事件是预见到的吗?

毫无疑问,在 2021 年 12 月的这一事件中,最让专家印象深刻的是,截至 XNUMX 月 XNUMX 日,已经预见到德国和比利时西部降雨的特殊性质:欧洲中部中期天气预报(ECMWF) 确实宣布异常降雨的可能性非常高,并向德国气象局 (DWD) 发出警报。

这些预测似乎也特别可靠,这很不寻常。

这让我们可以肯定的是:由于大气建模的难度很大,天气预报是基于“集合”的(我们说预测是概率性的)。 这些集合是通过稍微扰乱计算的初始条件并同时生成几十个预测来获得的,这使得评估它们的确定性程度成为可能。

截至 12 月 XNUMX 日星期一,超过一半的情景表明可能出现极端降雨,这种情况很少见,当然引起了德国预报员的注意。 因此,我们可以怀疑警告信息(尤其是即将到来的降水的特殊性质)是否确实到达了地方层面。 尤其是由于警报还不够,人们必须能够避难,地方当局必须启动保护和救援行动。 然而,确保警报的正确传达和紧急服务的组织仍然是当地的特权。

比利时洪水

5. 在法国方面,我们应该担心吗?

目前法国东部的洪水幅度比德国小得多,即使在比利时附近,我们有时也达到了历史水平。 这些洪水通常由负责它们的洪水预报服务 (SPC) 进行了很好的预测。

网站上的 vigicrues.gouv.fr,即使只能提前 24 小时评估小流域的洪水高峰的极端水平,也可以提前几天预测洪水; 结果表明,测量的累积量在集合预报显示的累积量中最高。

6. 我们能防止特大洪水吗?

暴雨是无法阻挡的,一旦这些雨落下,蓄水以限制洪水就成为一个技术和经济问题。

显然不可能想象建造水坝或堤坝来限制所有小河上的洪水,因此我们必须下决心只建立预警系统,并采取预防措施——只在洪水易发地区之外建造,努力减少洪水泛滥。减少洪水易发地区已有建筑物的脆弱性,更好地告知民众在发生洪水时该怎么做等。

在较大的河流,较大的聚集体上游,可以通过水库大坝和堤坝来限制溢流。 这些解决方案有成本,它们占用空间,因此有必要通过比较成本和收益来推理它们的构造。

空间规划,特别是在禁止在洪水易发地区建设时,是“常识”的解决方案……然而,这会遇到特殊利益。

至于自然捍卫者所提倡的所谓“软水力”解决方案(种植树篱、草带等),它们对异常降雨造成的大规模洪水没有影响,例如德国最近知道的那些天。

7. 如何处理此类事件?

正如我们所见,能够预测(甚至提前几天)异常洪水是不够的:鉴于水文和气象预测总是伴随着不确定性,主要挑战是建立一个真正的风险文化,以便保证对人们从未遇到过的现象做出快速反应。

如果风险频繁发生(例如,日本的地震就是这种情况),则可以让民众动员起来并做好应对准备。 为真正特殊的洪水事件组织起来似乎更加困难。

因此,似乎有必要在几个方向上努力:改进预测系统、改进这些预测的使用、危机沟通。 除了危机之外,在洪水易发地区继续努力建设建筑物仍然至关重要。


Maria-Helena Ramos(水文学家,Inrae)和 Charles Perrin(农业和环境工程师,Inrae)是本文的合著者.谈话

瓦兹肯·安德烈亚西安, 水文学家,HYCAR 研究组主任,桥梁、水和森林总工程师, 仁爱

本文改编自 谈话 根据知识共享许可。 阅读原创文章.

 

特色图片:Erftstadt-Blessem 市在德国科隆附近被 Erft 河洪水摧毁。 ©Youtube 捕捉法国 24

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