本文最初刊载于 The Conversation。
2022 年 7 月 12 日，强降雨在美国西南部弗吉尼亚州和东部田纳西州山区引发了山洪暴发。河流迅速淹没了房屋和露营地，冲走了汽车，并因泥石流和瓦砾阻断了受损社区的通道。
6 月，美国西部山区发生洪水，雨水加上融雪尤其具有破坏性。在黄石国家公园及其周边地区，三天内降雨量高达 5 英寸，迅速融化了积雪。随着雨水和融水涌入溪流，然后汇入河流，形成了洪水，破坏了道路、小屋和公用设施，并迫使超过 10,000 人撤离。
黄石河打破了此前的记录，达到了近 100 年有记录以来的最高水位。
尽管洪水是自然现象，但人为引起的气候变化正使此类严重洪水事件更加频繁。我研究气候变化如何影响水文学和洪水。在山区，气候变化的三个特定影响正造成更高的洪水风险：降水强度增加、降雨和降雪模式改变以及野火对景观的影响。
气温升高导致降水强度增加
气候变化的一个影响是，变暖的大气会产生更强烈的降水事件。
这是因为温暖的空气能容纳更多水分。大气能够容纳的水蒸气量，每升高 1.8 华氏度（1 摄氏度），就会增加约 7%。
研究表明，这种极端降水增加的情况已经发生，不仅发生在黄石等地区，而且在全球范围内。世界近年来经历了多次创纪录的洪水事件——包括澳大利亚、澳大利亚、欧洲西部印度和中国的灾难性洪水——这并非偶然。气候变化正使创纪录的极端降水更有可能发生。
政府间气候变化专门委员会发布的最新评估报告显示，随着全球气温持续上升，这一趋势将在未来继续。
雨水增多，降雪减少
在寒冷地区，尤其是山区或高纬度地区，气候变化以其他方式影响着洪水。
在这些地区，许多历史上最严重的洪水都是由融雪造成的。然而，由于气候变化导致冬季变暖，冬季降水以雪的形式越来越少，而以雨的形式则越来越多。
这种从降雪到降雨的转变可能对洪水产生重大影响。而雪通常在晚春或夏季缓慢融化，雨水则迅速形成径流汇入河流。因此，研究表明，雨水造成的洪水可能比仅由融雪造成的洪水大得多，并且从降雪到降雨的转变增加了整体洪水风险。
降雪向降雨的转变已经发生，包括黄石国家公园这样的地方。科学家们还发现，雨水造成的洪水正变得越来越普遍。在某些地区，由于从降雪到降雨的转变而导致的洪水风险变化，甚至可能比降水强度增加的影响更大。
降雨叠雪模式的变化
当雨水落在雪上时，就像最近黄石的洪水一样，雨水和融雪的结合可能导致极高的径流和洪水。
在某些情况下，雨叠雪事件发生时，地面仍部分冻结。冻结或已经饱和的土壤无法吸收额外的水分，因此更多的雨水和融雪会流走，直接导致洪水。雨水、融雪和冻土的这种结合是 2019 年 3 月美国中西部造成超过 120 亿美元损失的洪水的首要驱动因素。
虽然雨叠雪事件并非新现象，但气候变化会改变它们发生的时间和地点。在气候变暖的情况下，雨叠雪事件在高海拔地区变得更加普遍，而这些地区过去很少发生。由于降雨强度增加和导致快速融雪的变暖条件，这些地区也可能发生比过去更严重的雨叠雪事件。
在低海拔地区，由于积雪减少，雨叠雪事件可能比过去更少发生。然而，由于强降雨的增加，这些地区仍然可能面临更严重的洪水风险。
野火和洪水复合效应
洪水变化并非孤立发生。气候变化也正在加剧野火，在暴雨期间造成另一种风险：泥石流。
燃烧过的区域在极端降雨期间更容易发生泥石流和碎屑流，这是由于植被的缺失以及火灾造成的土壤变化。2018 年，在南加州，2017 年托马斯大火区域内的强降雨导致了大规模泥石流，摧毁了 100 多所房屋，并导致 20 多人死亡。火灾会以某种方式改变土壤，使得更少的雨水渗透到土壤中，因此更多的雨水流入溪流和河流，导致更严重的洪水状况。
随着气候变化导致野火数量的增加，越来越多的地区面临这些风险。在气候变暖更严重的情况下，野火后紧随极端降雨的这种组合将变得更加频繁。
全球变暖正在导致我们环境的复杂变化，并且有明确的迹象表明它增加了洪水风险。随着黄石地区和其他受洪水破坏的山区社区重建，它们将不得不寻找适应更危险未来的方法。
