2016年5月，波托馬克河漲潮淹沒街道後，弗吉尼亞州亞曆山大老城。隨著海平麵向沿海基礎設施傾斜，像這樣的洪水將會更加頻繁地發生。鳴謝:uux.cn/NOAA
（神秘的地球uux.cn）據美國地球物理聯合會（Gabriella Lewis）：一項新的研究發現，即使在二氧化碳排放到2040年達到峰值的溫和情景下，到本世紀末，大多數沿海社區每年都會遭遇100年一遇的洪水。早在2050年，世界各地平均每9到15年就會經曆100年一遇的洪水。
100年一遇的洪水是一種極端水位，在任何給定的年份都有1%的幾率被超過，並且是基於曆史數據的。盡管名字如此，百年一遇的洪水可能會連續多年襲擊同一地區，或者在一個世紀內根本不會發生。但是一項新的研究發現，這些曆史趨勢將不再為未來的洪水提供準確的預測。
“在氣候變暖的情況下，我們預計平均每100年超過一次的閾值將會被更頻繁地超過，直到它們不再被視為100年一遇的事件，”土木工程師、阿拉巴馬大學教授Hamed Moftakhari說，他負責監督該項目的實施。這項研究發表在《地球的未來》上。
在海岸上，極端的洪水可能是由風暴、潮汐和海浪推向內陸的水引起的，但這項研究專注於在更長的時間範圍內導致洪水的一個因素——海平麵上升。隨著海平麵上升，沿海基礎設施將更靠近水麵，使得風暴、潮汐和海浪更有可能影響社區。
研究人員使用來自世界各地300多個驗潮儀的數據進行趨勢分析，並在國際氣候變化專門委員會概述的兩種碳排放情景下估計未來的極端海平麵:如果二氧化碳排放量在本世紀末繼續上升，如果二氧化碳排放量在2040年達到峰值，然後下降。在這兩種情況下，他們發現海平麵上升將導致他們研究的大多數地區百年一遇的洪水事件增加。
Moftakhari說，積極的土地規劃、城市發展和沿海保護措施可以幫助社區減少洪水和避免災難，這要從對未來沿海條件的現實預測開始。

上圖顯示了新研究中用於極端海平麵頻率分析的300個驗潮儀的位置。顏色顯示了該研究如何預測在中度碳排放情景下，曆史100年水位的重現期將在2050年縮短。紅點表示重現期預計將縮短至2年。綠點表示12年的預測回報。鳴謝:uux.cn/地球的未來(2023)。DOI: 10.1029/2023EF003649
建設更安全的未來
設計海堤、海堤和防波堤等結構以保護社區免受這些極端洪水影響的工程師們依靠一種稱為平穩性的概念來預測未來的水位。
“在平穩性方麵，我們假設我們在過去觀察到的模式在未來將保持不變，但氣候變化下有許多因素正在調節這些模式，”Moftakhari說。"我們不能再假設沿海洪水的平穩性了."
以前的研究依賴於極端海平麵的平穩估計來預測100年一遇的洪水，但這項研究使用了非平穩方法，並發現極端海平麵的變化對於許多驗潮站來說是不一致的。
隨著氣候變化，海洋溫度上升和冰川融水導致海平麵上升，增加了沿海洪水的頻率和嚴重性。因此，工程師需要對未來洪水風險的準確估計，而不是假設我們不斷變化的未來將反映曆史上的沿海模式。
“之所以如此具有挑戰性，是因為大多數工具、設計指南、實踐手冊等都是基於平穩性的假設，”Moftakhari說。“它們需要更新，以使我們能夠跟上變化的速度。”
另一項研究顯示，超過6億人生活在地勢低窪的沿海地區。這個數字預計還會上升。設計良好的海岸防禦結構在沿海社區抵禦大洪水的能力中發揮著重要作用。
雖然平均海平麵正在上升，但結果不會在所有地方都一樣。高緯度地區可能會經曆海平麵下降，因為厚重的冰蓋融化，下麵的土地上升。或者，像墨西哥灣這樣的地區正經曆著比全球平均水平更快的海平麵上升速度，因為陸地正在逐漸下沉。根據Moftakhari的說法，沿海社區將需要基於當地信息的獨特解決方案來滿足他們的需求。
“我們知道平均海平麵正在上升，問題是:我們將如何應對？”莫夫塔哈裏說道。“我們已經看到海岸的許多部分被永久淹沒並失去土地，許多沿海城市和島嶼正經曆比過去更頻繁的洪水——是時候學習如何處理非平穩性了。”
但Moftakhari表示，他決心保持樂觀，提醒我們災難是人類決策的結果，而不僅僅是危險。
“不要忘記，這都是關於我們預計在沒有緩解措施的情況下會經曆的水位，”他說。"技術進步將會增強社區的複原力."