为什么阿巴拉契亚山脉地区海伦娜飓风残余带来的洪水如此严重

即使在高海拔地区,热带气旋造成的内陆洪水也是一个主要的担忧——也是科学家们了解不足的领域

Two people walk on bridge over flooded river

2024年9月28日,飓风海伦娜带来的强降雨在北卡罗来纳州阿什维尔造成了创纪录的洪水和破坏。

Melissa Sue Gerrits/Getty Images

飓风海伦娜于9月26日以4级飓风强度袭击了佛罗里达州西海岸,并伴有严重的风暴潮——但破坏并未止步于此。

当海伦娜飓风席卷佐治亚州时,仍然是2级飓风,它在田纳西州东部和北卡罗来纳州西部倾泻了惊人的降雨量,远至内陆,并且海拔远高于人们通常认为会受到飓风威胁的阿巴拉契亚山脉地区。据统计,海伦娜飓风已知已造成100多人死亡,主要集中在北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和佐治亚州——而且这个数字可能会上升。孟菲斯大学的土木工程师珍妮·坎普表示,由于受灾最严重的社区难以到达,仅仅了解风暴造成的全部破坏可能就需要数周时间。

坎普补充说:“这些地区的地形不利于承受如此程度的降水,但却出现了历史性的洪水水位。“不幸的是,这是一场完美的风暴,造成了你可能遇到的最坏情况之一。”


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需要明确的是,无论海伦娜飓风袭击哪里,都会造成灾难性的破坏,因为它确实带来了巨大的降雨量——北卡罗来纳州西部大片地区超过18英寸,多个站点的三天总降雨量远超20英寸。作为参考,在受灾最严重地区的最大城市北卡罗来纳州阿什维尔,如果三天降雨量达到8.4英寸,就被认为是千年一遇的降水事件。(千年一遇的洪水是指在任何一年中发生概率为0.1的洪水。)美国国家海洋和大气管理局计算出的最长期限为60天,在此期间,如果阿什维尔的降雨量达到19.3英寸,则被认为是千年一遇的降雨事件。

坎普说,唯一能够承受如此降雨量而不会造成严重后果的地方是海洋。

海伦娜飓风到来之前几天的降雨也加剧了洪水的程度。“在热带气旋非常靠近北卡罗来纳州之前,已经下了大量的雨,”普林斯顿大学的水文学家詹姆斯·史密斯说。当地面已经饱和时,任何进一步的雨水都会立即流走。

坎普指出,受灾最严重的地区也主要是农村和低收入地区,这增加了它们的脆弱性。“这些地区没有得到太多关注和对弹性和规划以及改善基础设施的投资,”她说。一些当地基础设施可能甚至没有按照百年一遇或五百年一遇的情况进行弹性设计,更不用说海伦娜飓风造成的洪水类型了。由于降雨量巨大,“那些设计指南和标准有点被抛到九霄云外了;它们实际上并没有什么帮助,”坎普说。我们现在看到的事件规模表明,有必要制定更严格的建筑规范来保护人民和基础设施。

然后是地形。坎普说,就应对而言,山区意味着通往任何城镇的道路都更少,这阻碍了疏散和救援工作。

水总是会向低处流,无论如何,但山地地形限制了水的去向。这意味着从山坡上倾泻而下的水将更快地聚集在海拔较低的地区,从而加剧影响——并且随着水流的移动,它会加速,可能使洪水更加危险

虽然热带风暴系统并不经常到达内陆山区,但当它们到达时,由于这些因素,它们可能会特别具有破坏性。“这是造成灾难性洪水的常见方式,”史密斯说。“从南部阿巴拉契亚山脉一直到新英格兰,都发生过许多这样的事件。” 他特别指出1916年,当时阿什维尔本身在六月和七月连续的热带风暴袭击后遭遇了可怕的洪水。海伦娜飓风之所以能够到达该地区并倾泻如此多的雨水,部分原因是它在登陆时非常强,规模极大且移动迅速,这意味着它比通常的风暴更长时间地保持了更多的能量。

尽管已知这些风暴会到达阿巴拉契亚山脉的风险,但科学家们对它们一旦到达山区后的行为方式知之甚少。例如,高海拔地形通常迫使风暴系统在山脉的迎风坡降下更多的雨水,但科学家们不确定这种现象是否可能在像海伦娜飓风造成的阿巴拉契亚山脉洪水等事件中发挥作用。“热带气旋在陆地上空的行为方式只受到了热带气旋在开阔海洋上空行为方式的一小部分关注,”史密斯说。

当然,随着气候变化的展开,它可能会使这种情况变得更糟——也许不是直接地,但肯定是在为这种情况奠定基础的频率方面。大气和海面温度正在上升,导致更极端的降雨和更高比例的更强烈的热带风暴。“这些对内陆降雨来说都不是好事,”史密斯说。“总的来说,你不会希望一场大型飓风登陆然后向内陆移动。”

就海伦娜飓风而言,应急响应人员仍在评估造成的损失,但我们目前所知的情况预示着不祥之兆。北卡罗来纳州交通运输部表示,该州西部所有道路实际上都已关闭,禁止非紧急旅行,从阿什维尔撤离的人员通过两条向东的高速公路疏散。卡罗来纳州和佐治亚州约有150万人仍然断电。这种断电反过来又可能影响通信和供水基础设施以及其他后果。

她说,影响也将是长期的。从这样的灾难中恢复过来很难衡量:生活何时才能真正恢复正常?但考虑到这里的规模和挑战,坎普说,“可能需要数年甚至长达十年的时间。”

编者注(24年10月1日):此报道在发布后经过编辑,以反映珍妮·坎普的最新评论。

梅根·巴特尔斯 是一位驻纽约市的科学记者。她于 2023 年加入《大众科学》,现在是该杂志的高级新闻记者。此前,她在 Space.com 担任作家和编辑超过四年,并在 Newsweek 担任科学记者近一年,主要关注太空和地球科学。她的作品也曾发表在《奥杜邦》、《鹦鹉螺》、《天文学》《史密森尼》等刊物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学的科学、健康与环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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