2009 年 6 月下旬,一种被称为“孤立低压”的天气模式给奥地利带来了三天倾盆大雨,导致该国北部发生河流洪水,东南部发生山体滑坡。在与奥地利阿尔卑斯山区接壤的一个地区,暴雨引发了 3,000 多次山体滑坡,摧毁了街道、房屋和农田,给施蒂里亚州造成了超过 1400 万美元的损失。
一项新的分析表明,由于气候变化,此类灾害未来可能会造成更大的破坏。科学家们模拟了在几种全球变暖情景下,如果发生类似 2009 年事件的天气模式,奥地利阿尔卑斯山区的山体滑坡风险可能会发生怎样的变化。他们计算出,在最严峻的情况下,受山体滑坡影响的区域可能会增加高达 45%。然而,该团队 于 4 月 7 日 在《地球与环境通讯》杂志上报道称,土壤湿度的可能变化以及在该地区种植气候适应型森林可以抵消这些影响。
“在变暖的气候下,[阿尔卑斯山区] 的山体滑坡危险确实会增加,”奥地利格拉茨大学的气候科学家、研究结果的合著者道格拉斯·马拉恩 (Douglas Maraun) 说。“我们只调查了一次事件,但您可以将其视为代表了类似地区和类似事件。”
斯坦福大学的地质学家乔治·希利 (George Hilley) 未参与此项研究,他称该团队的方法“相当聪明”。
“看到在……他们探索的不同情景下,这些[天气]事件对危险水平产生的差异,也很有趣,”他说。“在其中一些情景下,危险水平随着变暖而升高,而在某些情况下,由于土壤湿度与未来预期的降雨强度之间的复杂相互作用,危险水平实际上会下降。”
山体滑坡有多种原因,包括地震、火山爆发、人类活动和土壤积水。“当土壤非常湿时,它会变重,然后如果土壤没有被树根等东西固定住,它就会开始滑动,”马拉恩说。他补充说,随之而来的山体滑坡可能在几秒钟内冲下斜坡,或者每天爬行几英寸。预计气候变化将使山体滑坡更有可能发生,原因是野火烧毁植被并破坏土壤稳定,以及与海平面上升相关的侵蚀和更极端的降雨。
马拉恩说,在奥地利阿尔卑斯山区,降雨是山体滑坡的主要罪魁祸首。2009 年冬天的厚雪可能已经浸湿了费尔德巴赫地区的土壤,为 6 月份风暴的到来做好了发生更严重山体滑坡的准备。
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马拉恩和他的合作者使用计算机模型,在当代和可能的未来气候条件下,模拟了类似 2009 年事件的天气模式。这些情景包括最坏情况下的全球变暖 4 摄氏度(7.2 华氏度),一切照旧情景下的变暖 3 摄氏度(5.4 华氏度),以及一个更乐观的情景,即变暖限制在 0.5 摄氏度(0.9 华氏度)。
2009 年的山体滑坡发生在阿尔卑斯山前地区——山脉边缘沉积物堆积的土地——该地区大致为 30 公里 x 20 公里(18.6 英里 x 12.4 英里)。在分析中,马拉恩的团队包含了一个 200 公里 x 200 公里(124.3 英里 x 124.3 英里)的地块——是安大略湖的两倍大。
在这些情景中,研究人员研究了夏季降雨量和事件发生前土壤湿度的变化如何相互作用,从而改变山体滑坡的风险。马拉恩说,随着气温升高,土壤可能会变得更干燥,因为较热的空气可以容纳更多水分,从而增加蒸发量。
在降雨量大得多的最坏气候情景下,山体滑坡可能影响的区域比 2009 年的事件大 45%。然而,土壤干燥可能会抵消这种变化,甚至减小受影响区域的面积。同样,在一个一切照旧的世界里,阿尔卑斯山区会经历更大的降雨但土壤更干燥,受影响的区域将减少 37%。而在最乐观的气候情景下,降雨和土壤湿度的变化可能足够小,以至于受影响的区域仅增加不到 10%。
研究人员还发现,植被覆盖的变化可能会限制 2009 年类型事件期间的山体滑坡风险。云杉被种植在整个阿尔卑斯山前地区,因为它们是快速生长的木材来源,但它们容易受到气候变化将带来的炎热干燥条件的影响。马拉恩说,林业管理者很可能会用具有更深根系的更耐寒的树木来取代这些常绿树。
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他和他同事估计,如果是这样,在最极端的变暖和降雨可能性下,受山体滑坡影响的区域将仅增长 37%,而不是 45%。在最乐观的气候情景下,森林实际上将抵消山体滑坡风险的增加。
“当你拥有山体滑坡风险非常高的地区时……你可以种植森林来稳固土地,然后就可以弥补气候变化造成的风险增加,”马拉恩说。然而,该地区也是一个农业中心,需要土地用于农场。此外,该地区最高的生物多样性存在于森林和草甸混合的栖息地中,因此平衡土地管理与保护将至关重要。
马拉恩说:“这里的答案不能是我们仅仅通过到处种树来试图将风险降至零。”
关于气候变化将如何改变阿尔卑斯山前地区及其他地区的降雨和土壤湿度,仍有许多不确定性。尽管如此,希利说,将新报告中使用的方法应用于其他地方可以帮助管理者做出关于如何最好地为山体滑坡做准备的决定。
他说:“这类科学研究对于我们未来如何应对这些危险水平的变化以及我们可以采取哪些策略来适应它们,具有重要的应用意义。”