science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuwe onderzoeksresultaten kunnen de overstromingsprojecties helpen verbeteren

Fig. 1:Toekomstige veranderingen in de omvang van neerslag (P) en stroomstroming (Q) voor verschillende niveaus van extreme 78 stroomgebieden. Relatieve veranderingen [−] in (a) gebeurtenisfrequentie en (b) piekmagnitude voor gemiddelde en progressief extremere gebeurtenissen (die met 10, 20, 50, 100, en empirische terugkeerintervallen van 200 jaar, respectievelijk). Relatieve veranderingen worden berekend door gebeurteniskenmerken van een toekomstige periode (2060-2099) te vergelijken met kenmerken van een historische periode (1961-2000). De grijze balk in (b) toont de relatieve verandering in de timing van de gebeurtenis (dag van het jaar, negatieve waarden duiden op eerdere algemene gebeurtenissen van extreme gebeurtenissen). Betekenis van boxplot-elementen:centrale lijn:mediaan, box limieten:bovenste en onderste kwartielen, bovenste snorhaar:min(max(x), Q3 + 1.5 × IQR), onderste snorhaar:max(min(x), Q1 − 1.5 × IQR), geen uitbijters weergegeven. Krediet:DOI:10.1038/s43247-021-00248-x

Klimaatverandering zal leiden tot meer en sterkere overstromingen, voornamelijk te wijten aan de toename van intensere zware regenval. Om te beoordelen hoe overstromingsrisico's en de ernst van overstromingen in de loop van de tijd precies zullen veranderen, het is bijzonder nuttig om twee verschillende soorten van dergelijke extreme neerslaggebeurtenissen in overweging te nemen:zwakkere en sterkere. Een internationale groep wetenschappers onder leiding van Dr. Manuela Brunner van het Instituut voor Aard- en Milieuwetenschappen van de Universiteit van Freiburg en Prof. Dr. Ralf Ludwig van de Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) hebben nu licht geworpen op dit aspect, waar tot nu toe weinig onderzoek naar is gedaan. Ze ontdekten dat de zwakkere en tegelijkertijd frequentere extreme neerslaggebeurtenissen (gemiddeld om de 2 tot 10 jaar) in frequentie en hoeveelheid toenemen, maar leiden niet noodzakelijk tot overstromingen. In sommige plaatsen, klimaatverandering kan zelfs het risico op overstromingen door drogere gronden verminderen. evenzo, heviger en tegelijkertijd minder frequent extreme neerslaggebeurtenissen (gemiddeld minder dan 50 jaar en zoals in de Eifel in juli 2021) nemen in frequentie en hoeveelheid toe, maar ze leiden over het algemeen ook tot frequentere overstromingen. Het team publiceerde de resultaten van hun onderzoek in het tijdschrift Communicatie Aarde &Milieu .

In sommige plaatsen, klimaatverandering leidt tot lager overstromingsrisico

"Tijdens sterkere en tegelijkertijd zeldzamere extreme neerslaggebeurtenissen, zo grote hoeveelheden regen vallen op de grond dat de huidige toestand weinig invloed heeft op het al dan niet optreden van overstromingen, " legt Manuela Brunner uit. "Het vermogen om water op te nemen raakt relatief snel uitgeput, en vanaf dat moment stroomt de regen over het oppervlak, waardoor het landschap overstroomt. Het is een ander verhaal voor de zwakkere en vaker voorkomende extreme neerslaggebeurtenissen, "zegt Brunner. "Hier, de huidige bodemgesteldheid is cruciaal. Als de grond droog is, het kan veel water opnemen en de kans op overstromingen is klein. Echter, als er al een hoog bodemvocht is, Ook hier kunnen overstromingen optreden." omdat klimaatverandering ervoor zorgt dat veel bodems droger worden, het overstromingsrisico kan daar afnemen voor de zwakkeren, frequentere extreme neerslaggebeurtenissen, maar niet voor de zeldzame, nog ernstiger.

Zware regenval zal over het algemeen toenemen in Beieren

In het specifieke voorbeeld van Beieren, de wetenschappers voorspellen ook hoe de verschillende extreme neerslaggebeurtenissen daar talrijker zullen worden. Zwakkere neerslaggebeurtenissen, die van 1961 tot 2000 gemiddeld om de 50 jaar plaatsvonden, zullen in de periode van 2060 tot 2099 twee keer zo vaak voorkomen. Sterkere, die van 1961 tot 2000 gemiddeld om de 200 jaar plaatsvonden, zal in de toekomst tot vier keer vaker voorkomen.

"Eerdere studies hebben aangetoond dat de neerslag zal toenemen door klimaatverandering, maar de correlatie tussen overstromingsintensiteiten en zwaardere neerslaggebeurtenissen is nog onvoldoende onderzocht. Daar zijn we begonnen, " legt Manuela Brunner uit. Ralf Ludwig voegt toe:"Met behulp van onze unieke dataset, deze studie vormt een belangrijke bouwsteen voor een dringend noodzakelijke, beter begrip van de zeer complexe relatie tussen zware neerslag en extreme afvoer." Dit zou ook kunnen helpen om de overstromingsvoorspellingen te verbeteren.

78 onderzochte gebieden

In zijn analyse, het team identificeerde zogenaamde frequentiedrempels in de relatie tussen toekomstige neerslagtoename en overstromingen voor het merendeel van de 78 bovenloopstroomgebieden die in de regio rond de Inn zijn onderzocht, Donau en Main rivieren. Deze locatiespecifieke waarden beschrijven welke extreme neerslaggebeurtenissen, ingedeeld naar hun optredende frequentie, zullen waarschijnlijk ook leiden tot verwoestende overstromingen, zoals die in juli in de Eifel.

Voor zijn studie, het onderzoeksteam genereerde een groot ensemble aan gegevens door voor het eerst hydrologische simulaties voor Beieren te koppelen aan een groot ensemble van simulaties met een klimaatmodel. De modelketen werd toegepast op historische (1961-2000) en warmere toekomstige (2060-2099) klimaatomstandigheden voor 78 stroomgebieden. "Het gebied rond de bovenloopstroomgebieden van de Inn, Donau, en Main Rivers is een gebied met uitgesproken hydrologische heterogeniteit. Als resultaat, we beschouwen een grote verscheidenheid aan hydroklimaten, grondsoorten, landgebruik en afvoerroutes in onze studie, ' zegt Brunner.