Städer i söder som Houston och Tampa – som mötte vreden från orkanerna Harvey och Irma, respektive — kanske inte är de enda stadsmiljöer som är sårbara för extremt väder. Städer i norr står också inför risken för översvämningar när den globala temperaturen fortsätter att värmas upp.

Faktiskt, högre temperaturer har visat sig påverka nordliga landområden oproportionerligt mycket, speciellt Arktis, som redan har drabbats av klimatförändringar.

En ny studie av en grupp internationella forskare, inklusive UC Santa Barbaras Joe McFadden, kombinerar observationer och modellering för att bedöma klimatets och urbaniseringens inverkan på den hydrologiska cykeln över olika årstider i fyra städer med kallt klimat i Europa och Nordamerika. Deras resultat visas i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

"I allmänhet, nederbördsmängden ökar men också nederbördstypen förändras, sa McFadden, en docent vid UCSB:s institution för geografi. "Medan mer nederbörd kan falla på ett år, det kommer som regn snarare än snö eftersom temperaturerna stiger. En kortare period täckt av snö, mer vårregn och snabbare snösmältning kan kombineras för att frigöra stora mängder avrinning som har potential att stressa urbana hydrologiska system och orsaka översvämningar i stadsområden."

Forskarna använde mätningar tagna i Minneapolis-St.Paul, Minnesota; Montreal, Kanada; Basel, Schweiz; och Helsingfors, Finland. Huvudförfattaren Leena Järvi vid Helsingfors universitet kopplade dem med en urban hydrologisk modell – Surface Urban Energy and Water Balance Scheme (SUEWS) – för att utföra en flerårig analys. Utredarna fann att efter snösmältning, tätortsavrinningen återgår till att vara starkt styrd av andelen bebyggda ytor kontra vegeterade ytor, som kan absorbera vatten. Men på vintern, närvaron av snö maskerar denna påverkan.

Basel hade mer än 80 procent ogenomträngliga ytor, medan den amerikanska platsen – en första ringförort i Minneapolis-St. Paul – hade den lägsta mängden ogenomtränglig yta, cirka 10 procent.

"Att kombinera mätningar och modellering på detta sätt är mycket värdefullt eftersom det ger oss en utgångspunkt för att jämföra olika städer, graderingar mellan staden och förorterna eller förändringar i staden när den växer över tiden, " sa McFadden. "När vi förstår hur det fungerar, att kunskap är portabel och kan användas för att förstå andra problem."

Enligt McFadden, inte bara visar denna analys att vinterklimatet kan vara viktigt för nordliga städer, den visar också effekterna i termer av översvämningsrisker. Dock, han noterade, hur detta utspelar sig inom varje stad är en komplex interaktion.

"Vi visade att modellen exakt representerar vad vi mätte i städer, så nu kan vi använda det för att utföra känslighetsstudier, där endast en enda variabel – procentandelen av staden som täcks av ogenomträngliga kontra genomträngliga material – ändras, ", sa han. "Då kan vi undersöka hur smältningen av snön och avrinningen förändras i ljuset av andelen av varje stads ogenomträngliga yta. Detta är verkligen viktigt eftersom det hjälper oss att förstå hur den byggda miljön i staden ändrar effekterna av globala klimatfaktorer."