Hus längs Saigon-floden i Vietnam. Tony La Hoang / Unsplash, CC BY-SA
Nederbörden som har översvämmat norra England är senast i en lång rad av översvämningshändelser som håller på att bli landets nya normala. Över hela världen förväntas översvämningar bli oftare och mer extrem när planeten värms upp.
Att bygga robusta skydd mot översvämningar och modellera utsatta områden är avgörande om vi ska undvika förlust av liv och försörjning från dessa förödande väderhändelser. Men vår nya forskning avslöjar att flodernas förmåga att hålla vattenflödet i sina banker snabbt kan förändras - och genom att inte erkänna detta kan vissa översvämningsmodeller och försvar vara underutrustade för att hantera konsekvenserna när de gör det.
Många antar att översvämningar beror på kraftiga regn. Detta är sant, men bara en del av förklaringen. Översvämningar inträffar också när mängden vatten som rinner utanför landet överstiger kapaciteten för floder att transportera det flödet - som var fallet när floden Don bröt översvämningsförsvar i Sheffield-området nyligen. Så översvämningar orsakas delvis av mängden regn som faller, dels av fukten som redan finns i marken, och delvis genom flodernas kapacitet att innehålla vatten inom sina kanaler.
Detta innebär att om kapaciteten för flodkanalerna förändras kan två identiska regnhändelser som faller på liknande våt mark orsaka översvämningar med mycket olika svårighetsgrader.
De flesta floder förändras för alltid. De formas av sediment och vatten de bär. Människor har ändrats de flesta av världens floder på något sätt. I vissa fall är detta genom direkt påverkan, till exempel dammkonstruktion eller flodteknik. Andra påverkningar är indirekta. Att bygga på närliggande mark minskar markens kapacitet att absorbera vatten, jordbruk drar vatten från floder och avskogning lämnar mer vatten att flyta någon annanstans.
Efter att floden Don sprängde sina banker på platser översvämmade flera vägar i urbana centra som Rotherham. DnG Photography / Shutterstock
Floder svarar också på klimatförändringar. Under torrare perioder, mindre vatten rinner genom flodsystemen. Detta innebär att det ofta är mindre energi att flytta sedimenten vid sina bäddar, så att flodbottenivåerna gradvis kan stiga, vilket minskar flodens kapacitet. Rik växttillväxt inom kanalen kan också minska en flodkanals kapacitet med bromsa flödet.
Men det är inte alltid lätt att förutsäga hur floder kommer att förändras. Extrema förändringar i kanalform och kapacitet kan inträffa mycket snabbt. Efter en ny blixtflod i Spanien steg en flod nästan en meter eftersom enorma volymer av sediment från uppströms förflyttades och dumpades vidare. I tropiska flodsystem, som tenderar att bära mer sediment än tempererade floder, kan dessa förändringar vara flera meter.
Osäker risk
Tyvärr ignoreras sådana förändringar vanligtvis av översvämningsingenjörer och modellerare, som i allmänhet behandlar kanalen som en fast funktion. Om floder faktiskt ändrar sin kapacitet i rum och tid, kan uppskattningar av översvämningssannolikheten vara felaktiga, vilket sätter människor och egendom i fara.
Motiverade av dessa bekymmer undersökte vi i vilken takt kanalförändringar inträffar och i vilken utsträckning dessa förändringar kan drivas av klimatet. Vi började med en enkel konceptuell modell: klimatkontroller regn, regn påverkar flodflödet och flodflödet formar kanalkapacitet.
Direkta observationer av denna länk saknades i flodsystem över korta tidsskalor. Så vi tog 10,000-mätningar av kapaciteten för 67-floder i USA och täckte en period av nästan 70 år. Vi samlade också uppgifter om regn och floder för att bedöma hur klimatförändringar påverkade flodernas kapacitet.
Vi upptäckte att tillfälliga förskjutningar i flodkapacitet, som varade år till decennier, var mycket vanligare än tidigare antagits. Sammantaget tenderar flodkapaciteten att öka under perioder som är våtare än genomsnittet på grund av större erosion av flodkanaler och minskning i torrare perioder.
Den översvämda benägna floden Ganges är en livlinje för miljoner som lever längs dess gång. Joachim Bago / Shutterstock
Vi fann också att fleråriga klimatcykler som påverkar regionala nederbördsmönster - som El Niños södra oscillation - kan leda till att kanalkapaciteten utvidgas och också dras ihop, kanske på global skala. Beväpnad med denna kunskap kan vi så småningom kunna förutsäga hur flodens kapacitet förändras och därmed bättre förstå översvämningsrisken.
I tempererade regioner som Storbritannien, där floder tenderar att vara vegeterade, kraftigt konstruerade och relativt stabila, är känsliga förändringar i kanalkapacitet svåra att upptäcka och troligtvis inte vara livshotande. I flodsystem som har stora sedimentvolymer eller i delar av världen där nederbörden varierar avsevärt under året kan emellertid plötsliga minskningar av flodkapaciteten dramatiskt öka översvämningsrisken för närliggande bosättningar. Till exempel Ganges-Brahmaputra floden i Indien och Bangladesh faller under denna kategori. Dess kapacitet förändras redan, och dess översvämningar är några av de tätaste i världen.
Tyvärr har vi fortfarande mycket dålig förståelse för karaktären och orsakerna till förändringar av kanalkapacitet i de flesta regioner - och det är de platser som är mest utsatta som tenderar att ha minst data. För att bättre förstå vad som händer måste vi använda satellitbilder för att övervaka hur snabba floder reagerar på klimatförändringar. Vad vi ännu inte kan göra är att övervaka flodjusteringen i realtid. Att utveckla teknik som gör detta skulle förbättra vår förståelse för hur förändringar i flodform och kapacitet påverkar översvämningsrisk över hela världen.
Tills den här informationen blir uppenbar bör översvämningsmodeller och försvarsstrukturer bygga in denna osäkra risk i sina konstruktioner. Det kan göra skillnaden för dem som bor i utsatta områden.
Om författaren
Louise Slater, docent i fysisk geografi, University of Oxford; Abdou Khouakhi, forskningsassistent, klimat- och väderdataanalys, Loughborough Universityoch Robert Wilby, professor i hydroklimatisk modellering, Loughborough University
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
Klimat Anpassning Finans och Investeringar i Kalifornien
av Jesse M. Keenan
Den här boken är en vägledning för lokala myndigheter och privata företag eftersom de navigerar i det outcharterade vattnet för att investera i anpassning och klimatförändring av klimatförändringar. Denna bok tjänar inte bara som en resursguide för att identifiera potentiella finansieringskällor utan också som en färdplan för kapitalförvaltning och offentliga finanser. Den lyfter fram praktiska synergier mellan finansieringsmekanismerna och de konflikter som kan uppstå mellan olika intressen och strategier. Medan huvudfokus för detta arbete är på delstaten Kalifornien, erbjuder den här boken bredare insikter för hur stater, lokala myndigheter och privata företag kan ta de kritiska första stegen för att investera i samhällets kollektiva anpassning till klimatförändringar. Finns på Amazon
Naturbaserade lösningar för anpassning av klimatförändringar i stadsområden: Kopplingar mellan vetenskap, politik och praxis
av Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Denna open access-bok sammanför forskningsresultat och erfarenheter från vetenskap, politik och praxis för att lyfta fram och diskutera vikten av naturbaserade lösningar för klimatanpassning i stadsområden. Betoning läggs på potentialen i naturbaserade tillvägagångssätt för att skapa flera fördelar för samhället.
Expertbidragen presenterar rekommendationer för att skapa synergier mellan pågående politiska processer, vetenskapliga program och praktiskt genomförande av klimatförändringar och naturvårdsåtgärder i globala stadsområden. Finns på Amazon
En kritisk tillvägagångssätt för anpassning av klimatförändringar: Diskurser, politik och praxis
av Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Denna redigerade volym samlar kritisk forskning om diskussioner, policyer och praxis från klimatförändringarna ur ett tvärvetenskapligt perspektiv. Med hjälp av exempel på länder som Colombia, Mexiko, Kanada, Tyskland, Ryssland, Tanzania, Indonesien och Stilla havet, beskriver kapitlen hur anpassningsåtgärder tolkas, förvandlas och implementeras på gräsrotsnivå och hur dessa åtgärder förändras eller stör varandra maktförhållanden, juridisk pluralism och lokal (ekologisk) kunskap. I sin helhet utmanar boken utarbetade perspektiv på anpassning av klimatförändringen genom att ta hänsyn till frågor om kulturell mångfald, miljömässig rättvisa och mänskliga rättigheter samt feministiska eller korsningsmässiga tillvägagångssätt. Detta innovativa tillvägagångssätt möjliggör analyser av de nya konfigurationerna av kunskap och kraft som utvecklas i namn av klimatförändring. Finns på Amazon
Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.
