编者注(2023年1月10日):这篇报道重新发表是因为加利福尼亚州蒙特西托镇于周一被疏散,原因是担心大气河流风暴带来的暴雨可能会像五年前那样,在托马斯山火的烧伤疤痕处引发致命的泥石流。
2018年1月9日凌晨3:30,半英寸的雨水倾泻在加利福尼亚州南部沿海圣伊内斯山脉烧焦的山坡上。托马斯山火的火焰——当时是该州历史上最大的野火——在前一个月席卷而来,使土壤和植被焦土化,无法吸收大量的水。不稳定的地面发生了毁灭性的山体滑坡。巨石撞入加利福尼亚州蒙特西托镇的房屋,一条高速公路被埋在几英尺深的泥土下。这场灾难造成23人死亡,估计造成约2亿美元的损失。
气候科学家萨曼莎·史蒂文森当时刚搬到该州,在加州大学圣巴巴拉分校开始了一份新工作。“作为一个刚到加利福尼亚州的人,看到这一切真是令人震惊,”她说。“它有点印在我的脑海里。”
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当史蒂文森和当时在加州大学圣巴巴拉分校做博士后研究员的丹妮尔·图玛几年后四处寻找研究想法时,对山体滑坡的记忆促使他们调查,随着气候变化,极端降雨是否更有可能紧随重大野火之后发生。他们发表在《科学进展》周刊上的研究发现,到本世纪末,西部大部分地区的大多数野火将在五年内发生几次极端降雨事件。这将带来山体滑坡和山洪暴发的重大风险。
而且这些风险不仅限于未来的几十年:研究表明,这种复合事件发生的几率已经在整个西部上升。“我们开始亲眼看到这些类型的事情发生,”史蒂文森说。
气候科学家将历史数据与计算机模型相结合,以寻找极端天气事件的严重程度和频率已经发生的变化以及未来将如何继续变化的趋势。这些努力已经清楚地表明,美国西部的野火可能会变得更加强烈,燃烧面积更大,而且暴雨可能会变得更加频繁和强烈。
但是,史蒂文森说,这些事件“不仅仅是孤立发生的”。当它们结合在一起时——就像2018年暴雨与托马斯山火烧伤疤痕结合在一起一样——它们对社区造成的损害可能比单独发生的事件要大得多。
然而,就其性质而言,这种极端的复合事件相对罕见。这意味着通常没有足够的历史数据来观察这些事件如何随着全球气温升高而变化的任何趋势。“作为气候科学家,社区中的许多人会问我们,‘这些情况会变得更糟吗?’”图玛说。在她和史蒂文森的新研究之前,“我们真的无法在这些复合事件方面给他们一个完整的答案。”
为了调查这个问题,图玛、史蒂文森及其合作者转向了来自气候模型的最新可用数据,这些模型运行了许多次,共同为科学家提供了足够的场景,以找出这种极端天气的趋势。“我们现在拥有比以往任何时候都更多的数据,”史蒂文森说。“因此,我们可以开始对这类罕见事件说一些定量的事情。”
研究人员发现,到2100年,加利福尼亚州、科罗拉多州和太平洋西北地区超过90%的野火将在五年内至少发生三次极端降雨事件。在加利福尼亚州,火灾发生后一年内(山体滑坡风险较高时)发生降雨的次数预计将在本世纪末翻一番。图玛说,在太平洋西北地区,这个数字预计将增加700%,这主要是由于预计极端降雨事件的大幅增加。“我们预计会看到一个信号,”史蒂文森说,但数量的绝对增加“太明显了”。她补充说,总体结果“并不令人意外”,“但这相当令人清醒。”
而且,这种担忧将在本世纪末之前变得相关。图玛说,即使到2050年,火灾过后发生暴雨的可能性也会显着增加。这一发现为了解如果温室气体排放得到遏制,升温保持在较低水平,风险将如何变化提供了见解。(该团队使用的模型假设了最坏情况下的排放情景,到2100年升温水平相对较高。)
哥伦比亚大学气候科学家凯·科恩胡伯说:“总的来说,这些类型的研究非常重要,它们可以提高人们对我们日益看到的这些新出现的复杂气候风险的关注。”科恩胡伯没有参与这项新论文。“我相信我们会看到更多这样的研究。”
史蒂文森和图玛表示,他们希望他们的研究将有助于为应急管理准备和社区适应提供信息。图玛说,为了应对去年12月摧毁科罗拉多州博尔德县1000多所房屋的马歇尔山火,官员们正在为居民提供资源,以清理该地区的碎片,为春季降雨做准备。图玛现在是科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的博士后研究员。马歇尔山火燃起的第二天,一场大雪降临——这有助于扑灭火焰。但在一个更温暖的未来,那场雪可能会变成雨,可能会加剧破坏。“我们无法阻止”此类事件,史蒂文森说,因此“我们需要做好准备”。