洪水是最危险的自然灾害之一,对社会、经济和环境有着重大的影响。理论上气候变化是洪水特征变化的根本驱动因素,但大量研究发现在气候变暖导致极端降水强度和频率普遍增加的背景下,全球尺度历史洪水并无明显时空变化趋势:区域范围内洪水既有增加也有减少,但全球范围没有系统性变化。相比于极端降水-温度关系,洪水-温度关系的全球模式仍存在争议。这无疑给未来气候变化背景下洪水风险的预测及其潜在经济社会损失的应对带来挑战。
团队的最新研究成果表明:以往研究报道的变暖背景下极端降水增加而洪水无显著响应的现象主要是由于将不同产生机制的洪水信号混合分析而导致的。该研究发展了一种分类算法(由定义每种洪水类型的决策树算法和确定分类阈值的聚类算法组成)将洪水分成四类,并分别研究他们的时空变化及洪水-温度关系,结果显示:暴雨引起的洪水对极端降水的增加有积极甚至是放大的响应,然而这种响应几乎完全被与融雪相关的洪水的减少所抵消,导致历史观测(全球7239个流域的径流观测数据)和气候模式(CMIP6中的11个模型在historical、ssp245、ssp585情景下的径流模拟结果)中,全球洪水总体上均无明显变化。该研究揭示了气候变暖背景下不同形成机制的洪水存在不同变化信号及其与变暖引起的极端降水增加之间存在不同相关关系,从而调和了以往关于全球变暖下洪水趋势的争议,强调了评估洪水变化及其相关的社会经济风险时区分洪水机制和类型的重要性。
图1 全球7239个流域1950-2017年间洪水和极端降水变化
相关论文发表情况
Zhang S., L. Zhou, L. Zhang, et al., 2022. Reconciling disagreement on global river flood changes in a warming climate. Nature Climate Change, 12, 1160-1167. (第一资助)