Fig. 1:Framtida förändringar i nederbörd (P) och strömflöde (Q) magnituder för olika nivåer av extremitet totalt 78 avrinningsområden. Relativa förändringar [−] i (a) händelsefrekvens och (b) toppstorlek för medelvärde och progressivt mer extrema händelser (de med 10, 20, 50, 100, och 200 års empiriska returintervall, respektive). Relativa förändringar beräknas genom att jämföra händelsekarakteristika för en framtida period (2060–2099) med egenskaper för en historisk period (1961–2000). Den grå stapeln i (b) visar den relativa förändringen i händelsetiming (dag på året, negativa värden indikerar tidigare övergripande händelser av extrema händelser). Betydelsen av boxplot-element:central linje:median, boxgränser:övre och nedre kvartiler, övre morrhår:min(max(x), Q3 + 1,5 × IQR), nedre morrhår:max(min(x), Q1 − 1,5 × IQR), inga extremvärden visas. Kredit:DOI:10.1038/s43247-021-00248-x
Klimatförändringar kommer att leda till fler och starkare översvämningar, främst på grund av ökningen av mer intensiva kraftiga regn. För att bedöma exakt hur översvämningsriskerna och översvämningsgraden kommer att förändras över tiden, det är särskilt användbart att överväga två olika typer av sådana extrema nederbördshändelser:svagare och starkare. En internationell grupp forskare under ledning av Dr Manuela Brunner från Institutet för jord- och miljövetenskap vid University of Freiburg och Prof. Dr Ralf Ludwig från Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) har nu belyst denna aspekt, som hittills har forskats lite på. De fann att de svagare och samtidigt mer frekventa extrema nederbördshändelserna (i genomsnitt vartannat till vart tionde år) ökar i frekvens och mängd, men leder inte nödvändigtvis till översvämning. På några ställen, klimatförändringar kan till och med minska risken för översvämningar på grund av torrare jordar. Liknande, allvarligare och samtidigt mindre frekventa extrema nederbördshändelser (i genomsnitt mindre frekventa än 50 år och som inträffade i Eifel i juli 2021) ökar i frekvens och mängd, men de leder också i allmänhet till mer frekventa översvämningar. Teamet publicerade resultaten av sin studie i tidskriften Kommunikation Jord &Miljö .
På några ställen, klimatförändringar leder till lägre översvämningsrisk
"Under starkare och samtidigt sällsynta extrema nederbördshändelser, så stora mängder nederbörd träffar marken att dess nuvarande tillstånd har liten inverkan på om översvämningar kommer att inträffa, " förklarar Manuela Brunner. "Dess förmåga att absorbera vatten förbrukas relativt snabbt, och från och med då rinner regnet bort över ytan, översvämmar därmed landskapet. Det är en annan historia för de svagare och mer frekventa extrema nederbördshändelserna, " säger Brunner. "Här, de nuvarande markförhållandena är avgörande. Om jorden är torr, den kan ta upp mycket vatten och risken för översvämning är låg. Dock, om det redan finns hög jordfuktighet, översvämningar kan inträffa här också." eftersom klimatförändringar gör att många jordar blir torrare, översvämningsrisken där kan minska för de svagare, mer frekventa extrema nederbördshändelser - men inte för de sällsynta, ännu allvarligare sådana.
Kraftiga nederbörd kommer generellt att öka i Bayern
I det specifika exemplet Bayern, forskarna förutspår också hur de olika extrema nederbördshändelserna där kommer att bli fler. Svagare nederbördshändelser, som inträffade i genomsnitt vart 50:e år från 1961 till 2000, kommer att förekomma dubbelt så ofta under perioden 2060 till 2099. Starkare, som inträffade i genomsnitt ungefär vart 200:e år från 1961 till 2000, kommer att inträffa upp till fyra gånger oftare i framtiden.
"Tidigare studier har visat att nederbörden kommer att öka på grund av klimatförändringarna, men sambandet mellan översvämningsintensiteter och kraftigare nederbördshändelser har ännu inte undersökts tillräckligt. Det var där vi började, " förklarar Manuela Brunner. Ralf Ludwig tillägger, "Med hjälp av vår unika datauppsättning, denna studie utgör en viktig byggsten för en akut nödvändig, bättre förståelse för det mycket komplexa sambandet mellan kraftig nederbörd och extrema avrinning." Detta kan också bidra till att förbättra översvämningsprognoserna.
78 områden undersöktes
I sin analys, teamet identifierade så kallade frekvenströsklar i sambandet mellan framtida nederbördsökning och översvämningsökning för majoriteten av de 78 huvudvattenavrinningsområdena som studerades i regionen runt värdshuset, Donau och Main floder. Dessa platsspecifika värden beskriver vilka extrema nederbördshändelser, klassificeras efter deras förekommande frekvens, kommer sannolikt också att leda till förödande översvämningar, som den i juli i Eifelregionen.
För sin studie, forskargruppen genererade en stor ensemble av data genom att koppla hydrologiska simuleringar för Bayern med en stor ensemble av simuleringar med en klimatmodell för första gången. Modellkedjan tillämpades på historiska (1961-2000) och varmare framtida (2060-2099) klimatförhållanden för 78 flodområden. "Regionen runt värdshusets huvudvattenavrinningsområde, Donau, och Main Rivers är ett område med uttalad hydrologisk heterogenitet. Som ett resultat, vi betraktar en mängd olika hydroklimat, jordarter, markanvändning och avrinningsvägar i vår studie, säger Brunner.
