Staden Paris var nyligen vid hög översvämningsberedskap efter en regnflod. Parisierna såg med ökande oro på när floden Seinen fortsatte att stiga, vattennivåerna som kryper uppför benen på Zouave -statyn på Pont d'Alma -bron i centrala Paris, som har fungerat som en inofficiell översvämningsmätare sedan de förödande översvämningarna 1910 i staden. Tack och lov, det omedelbara hotet mot Paris verkar avtagande, även om många andra städer längs Seinen upplever omfattande översvämningar.

Årets särskilt svåra översvämningar på Seinen visar hur komplext förhållandet mellan nederbörd och översvämningar är. Det går också tillbaka till en kritisk utveckling i historien om översvämningshydrologi och vattencykeln:eftersom det var Seins uppgång och fall, som svar på kraftigt regn, som inspirerade till ett av de stora genombrotten inom hydrologi.

I slutet av 1600 -talet, en fransk forskare vid namn Pierre Perrault uppskattade vattenflödet i en biflod till floden Seine och jämförde det med nederbörd över flodens upptagningsområde. Genom att göra så, han visade för första gången att nederbörd var allt du behövde för att redogöra för vattenflödet i stora floder. Hans revolutionära verk "De l'origine des fontaines" publicerades 1674. Även om det inte finns några specifika redogörelser, det är inte svårt att föreställa sig att Perrault hämtar inspiration från skådespelet vid Seinen i Paris som reser sig upp genom bryggorna på sina broar som svar på nederbörd, som vi har bevittnat på sistone.

Denna koppling mellan nederbörd och flodflöde i Paris bekräftades 1686 av den franske fysikern Edme Mariotte, som kvantitativt mätte hastigheten i Seinen nära Pont Royal genom att observera båtar och skräp på strömmen.

Den hydrologiska revolutionen

Det är svårt att överskatta hur revolutionerande Perraults och Mariottes idéer var. När Perrault publicerade sin bok, den antika grekiska teorin om de fyra grundläggande elementen (jorden, luft, eld och vatten) dominerade fortfarande. Detta uppgav att allt var sammansatt av en blandning av dessa element, med de relativa proportioner som ingår i ett föremål som förankrar det med dess specifika egenskaper.

Den accepterade teorin om flodflöde, under tiden, var att havsvatten gick in i underjordiska grottor, där det avdunstade med jordens värme och matade källor, matar in i floder igen. Regnet ansågs vara otillräckligt för att tillhandahålla det vatten som behövs för att driva flödet av stora floder. Översvämningar sågs som något oförutsägbart som jordbävningar eller vulkanutbrott, utanför mänsklig kontroll och inte kopplad till processer inom flodavrinningsområden.

Verkligen, det har hävdats att det inte skedde några ytterligare väsentliga framsteg inom kvantitativ hydrologi under seklet efter Perrault och Mariotte. Förutom att upptäcka sambandet mellan nederbörd och översvämningar, Perrault introducerade också tanken på infiltration (nederbörd som blötläggs i jorden), basflöde (infiltrationsdrivet grundvattenflöde som upprätthåller flodflödet i avsaknad av nederbörd), tillfällig lagring av översvämningsvatten på översvämningar, bankförvaring, och lade grunden för det som senare skulle formuleras som den hydrologiska cykeln.

Översvämning på Seinen

Eftersom vi nu accepterar kopplingen mellan nederbörd och flodflöde som en självklarhet, länken till översvämningar kan verka bedrägligt enkel. Men den nuvarande översvämningen på Seinen illustrerar hur rekordregn inte nödvändigtvis leder till rekordflod.

I vinter har det dubbla den normala nederbörden för januari, och den kombinerade nederbörden i december och januari har satt ett 50-årsrekord.

När nederbörd sker under en längre tid mättar det landet och får framtida nederbörd att överföra mycket snabbare till flodenätet. Flodupptagningar kan ses som ett slags "minne", där effekterna av föregående händelser subtilt förändrar hur flodsystemet kommer att reagera på framtida. Och så vid översvämningar, sekvensering och omfattning av nederbördshändelser är ofta viktigare än absoluta volymer.

Det verkar som om denna vinter har varit väldigt blöt, och har enligt uppgift fått vattennivåerna i Seinen att stiga mycket snabbt efter stormar, det har ännu inte kommit en senvinterregn av tillräcklig storlek för att orsaka stora översvämningar i Paris.

Den nuvarande oron skulle vara en upprepning av mönstret från rekordflödena 1910 i Paris. I början av 1910, avrinningen vid floden Seine var redan mättad efter kraftig nederbörd föregående december. Floden Seine hade stigit efter denna nederbörd innan den sjönk igen, fick människor att tro att hotet om översvämningar var över. Men i januari följde en stor, långvarig nederbörd i den vattentäta övre avrinningen; detta vatten överfördes snabbt till flodsystemet och ledde till omfattande översvämningar i Paris. Det var inte storleken på nederbördshändelsen som ledde till denna rekordöversvämning i Paris, snarare var det sekvensering och tidpunkt för nederbörden inom ramen för en våt vinter.

Med den omedelbara risken för översvämning avtagande i år, det finns fortfarande en risk för att kraftig nederbörd under de närmaste veckorna kan leda till snabba reaktioner och stigande flodnivåer i Seinen, både i Paris och på andra håll. Och så efter att ha spenderat de senaste veckorna nervöst med att titta på Seinen, Parisborna kommer nu att rikta blicken mot himlen och hoppas på en relativt torr februari.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.