Tänk på ditt dagliga kaffe, Kostar ett medlemskap i boutiquegym och tillgång till flygplatsloungen mycket? Det kan finnas ytterligare en, dolda kostnader för lyxen i stadslivet, säger en ny studie från Johns Hopkins University:fler översvämningar.

För varje procentenhet ökning av vägar, parkeringsplatser och andra ogenomträngliga ytor som hindrar vatten från att rinna ner i marken, årliga översvämningar ökar i genomsnitt med 3,3 %, fann forskarna.

Studien publicerades idag i Geofysiska forskningsbrev .

"Med de senaste stora översvämningarna i kraftigt urbaniserade städer som Houston och Ellicott City, vi ville bättre förstå hur mycket urbaniseringen ökar översvämningsflödena, sa Annalise Blum, en före detta postdoktor vid Johns Hopkins University's Earth and Planetary Sciences Department och tidningens första författare. Blum är nu en American Association for the Advancement of Science (AAAS) Science &Technology Policy Fellow.

Medan tidigare studier har försökt uppskatta hur mycket ogenomträngliga ytor påverkar översvämningar, dessa studier använde mindre datamängder – som bara tittade på en ström eller en liten uppsättning strömmar – som inte var generaliserbara över hela landet. Dessa studier kunde inte heller isolera orsak-och-verkan-sambandet mellan ogenomträngliga ytor och översvämningsstorlek, säger Blum, eftersom de inte effektivt kunde kontrollera för andra faktorer som klimat, dammar och markanvändning. Dessa andra faktorer gör det svårt att säga hur mer ogenomtränglig täckning påverkar översvämningens storlek.

Arbetar med Paul Ferraro, en Bloomberg Distinguished Professor med gemensamma utnämningar vid Carey Business School och Department of Environmental Health and Engineering vid Johns Hopkins University, forskargruppen använde matematiska modeller som inte ofta används vid studier av vatten eller översvämningar.

"Det är svårt att sluta sig till orsak och verkan i miljön omkring oss. under de senaste decennierna, områden som ekonomi och biostatistik har gjort stora framsteg i metoder som kan isolera orsak och verkan. Genom att föra dessa metoder till hydrologi, vi hoppas att vi kan stimulera framsteg inom hydrologisk vetenskap, såväl som i stadspolitik och program som är beroende av den vetenskapen, säger Ferraro.

Tidigare studier studerar enstaka strömmar över tid eller flera strömmar vid en enda tidpunkt. Dessa studier, separat, dock, kan inte avgöra om skillnader i översvämningar beror på skillnader i ogenomträngliga ytor eller förändringar i andra faktorer.

Blum och kollegor skapade en datamängd som gjorde det möjligt för dem att utnyttja skillnader över både tid och rum för att isolera effekten av ogenomträngliga ytor på översvämningar. Forskargruppen analyserade 39 års data (1974-2012) från mer än 2, 000 U.S. Geological Survey strömmätningar, som mäter mängden vatten som rinner genom en bäck. Teamet slog sedan samman strömdata med data om tillväxten av ogenomträngliga ytor i bassängerna uppströms mätarna.

Författarna uppskattar att den årliga översvämningsstorleken (definierad som årligt maximalt flöde) ökar med 3,3 %, i genomsnitt, för varje procentenhet ökning av uteplatser, garage, trottoar eller andra ogenomträngliga ytor.

"På grund av den stora variationen i årliga översvämningar, det är svårt att isolera effekten av urbanisering. Att kombinera dessa stora datamängder med både tids- och rumsdimensioner gjorde det möjligt för oss att reta ut och beräkna storleken på effekten, säger Blum.

Blum hoppas att forskarna ska tillämpa metoderna på andra miljöutmaningar och använda resultaten för att förbereda sig på oavsiktliga konsekvenser av urbanisering.

"Om du tittar på en bassäng som du förväntar dig kommer att urbaniseras under de kommande fem åren, dessa fynd kommer att ge dig en uppskattning av ytterligare översvämningar att förvänta sig på grund av den urbaniseringen, " hon säger.