Nuvarande konstruktionsstandarder för USA:s hydrologiska infrastruktur är oförberedda på den ökande frekvensen och svårighetsgraden av extrema regnskurar, vilket innebär att strukturer som retentionsdammar och dammar kommer att möta mer frekventa och allvarliga översvämningar, enligt en ny studie.

Extrema väderhändelser ökar, men amerikanska vattenledningssystem använder föråldrade designriktlinjer. Ny forskning, publicerad i AGU-tidskriften Geofysiska forskningsbrev , analyserade data från flera regioner i hela USA och fann att det ökande antalet extrema stormar i kombination med föråldrade byggkriterier kan överväldiga hydrologiska strukturer som dagvattensystem.

Den nya studien är särskilt aktuell med tanke på de senaste stormarna och översvämningarna längs östkusten.

"Budskapet för hemmet är att infrastrukturen i de flesta delar av landet inte längre fungerar på den nivå som den ska, på grund av de stora förändringar som vi har sett i extrema regn, sa Daniel Wright, en hydrolog vid University of Wisconsin-Madison och huvudförfattare till den nya studien.

Ingenjörer använder ofta statistiska uppskattningar som kallas IDF-kurvor för att beskriva intensiteten, varaktighet, och frekvens av nederbörd i varje område. kurvorna, publicerad av National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), skapas med statistiska metoder som antar att vädermönster förblir statiska över tiden.

"Designingenjörer i städer, konsultföretag, och län använder detta för olika ändamål, som hantering av infrastrukturdesign, infrastrukturriskbedömning och så vidare. Den har många tekniska applikationer, " sa Amir Aghakouchak, en hydrolog vid University of California, Irvine som inte var involverad i den nya studien.

Men klimatförändringarna gör att extrema regnhändelser inträffar oftare i många regioner i världen, något IDF-kurvor inte tar hänsyn till. Ett mått på extrem nederbörd är 100-årsstormen, en storm som har en procents chans att inträffa under ett givet år, eller en statistisk sannolikhet att inträffa en gång i 100 år i genomsnitt.

Wright och hans kollegor ville veta hur befintliga IDF-kurvor jämför med de senaste förändringarna i extrema regn. De analyserade rekord från mer än 900 väderstationer över hela USA från 1950 till 2017 och registrerade antalet gånger extrema stormar, som 100-årsstormar, överträffade designstandarder. Till exempel, i östra USA, extrema regnskurar händer 85 procent oftare 2017, än de gjorde 1950. I västra USA, dessa stormar dyker upp 51 procent oftare nu än de gjorde en gång.

Forskarna fann att i större delen av landet kan det växande antalet extrema regnstormar kopplas till värmande temperaturer från klimatförändringar, även om naturliga händelser, som El Niño, också ibland påverka sydöstra klimatet.

Genom att jämföra antalet stormar som faktiskt inträffade mot antalet som förutspåtts av IDF-kurvor, forskarna visade också de potentiella konsekvenserna för USA:s infrastruktur. I vissa regioner, till exempel, infrastruktur utformad för att motstå extrema regnstormar kan möta dessa stormar vart 40:e år istället för vart 100:e år.

"Infrastruktur som har utformats enligt dessa vanliga standarder kommer sannolikt att överbelastas oftare än vad den är tänkt att vara, " sa Wright.

Forskarna hoppas att resultaten kommer att uppmuntra klimatforskare, hydrologer, och ingenjörer för att samarbeta och förbättra amerikanska riktlinjer för hydrologisk infrastruktur.

"Vi måste verkligen få ut ordet om hur långt bakom våra designstandarder ligger därifrån de borde ligga, " sa Wright.