气候变化模型如何帮助南佛罗里达州规划未来

一旦气候变化,南佛罗里达州就经常深陷水灾之害。该地区800万居民居住的部分城镇仅高出海平面几英寸。随着海平面上升,风暴将海水推向岸边,南佛罗里达州水资源管理区(South Florida Water Management District)的工作人员就要第一个面临难题。

南佛罗里达州水资源管理区管理着从奥兰多直到佛罗里达礁岛群终端的16个县,负责洪水控制、水务采购、生态保护和用水质量。它与州、县及地方政府与公用事业部门共同开展工作。南佛罗里达州水资源管理区的内部工程师与科学家团队全程负责该区的规划与运作。

海平面上涨、风暴和海水侵蚀造成威胁

南佛罗里达州位于半岛南端,三面环海,湖水、河水以及暴雨都有可能引发洪灾。每年降雨量超过53英寸(134厘米),尤其是6月至10月雨季。飓风穿过大西洋和墨西哥湾,登陆南佛罗里达州。

南佛罗里达州水资源管理区还负责管理美国最大的淡水湿地大沼泽国家公园(The Everglades),肥料、农业化学物质、城市径流和海水对大沼泽造成了威胁。南佛罗里达州的盐水也侵入了大片石灰岩床,替代了给不断增长的人口使用的淡水。

 三层防洪机制

南佛罗里达州水资源管理区(简称SFWMD)是三层防洪机制的一部分。防洪机制包括美国政府于20世纪40年代与50年代修建的主要防洪河道、流向主河道的二级河道(县、城市和特殊排水区运行)以及业主协会用于小区排水的三级系统。该系统的盐分阻碍设置旨在防止海水侵蚀。

SFWMD负责该地区气候变化建模单元的水文水利局主管Akintunde Owosina表示:“不仅是我们正在加强工作,它需要多方努力,来共同有效缓解海平面上升。相关各方需要紧密合作,才能出台有效的适应策略。”

Southeast Florida Regional Climate Change Compact(东南佛罗里达气候变化契约组织)的成立旨在协调各县之间的缓解和适应措施。

 模型可预测系统如何应对海平面上涨

随着海平面上升,预测系统今后如何高效运作十分重要。该管理区与上游利益相关者合作的内容之一就是共享防洪服务水平(Flood Protection Level of Service)项目的成果。该项目主要对综合了目前现场巡查信息与未来不同情况(包括海平面上升和天气情况)的具体建模的基础设施进行深度评估。

Owosina表示:“建模让你能够测试在现场世界中无法测试的情况。你能够评估50年或60年内发生的状况,或在干实验室环境中进行实验,评估无需疏散任何人的情况下,该地区的洪水情况。建模让你无需实际成本,就能做出重要决策。”

多年来,该管理区的建模专家已经重新审查了气候变化与海平面上升相关的科学与数学数据。他们还核查了气候模型是否适用于佛罗里达州,以及描述海平面上升因素的文章和技术论文,如格陵兰和南极洲的融冰、海洋温度变化、太阳黑子和突如其来的风暴。

管理区如何应对不确定性

管理区还与同行携手解决影响海平面与其它气候变化因素的建模预测准确性的不确定因素。Owosina称,海平面上升预测范围从半米(1.6英尺)到两米(6.6英尺),对于改进规划而言并不够精确。

他说:“我们放弃了预测,不再使用模型预测海平面上升。我们从另一个角度来研究我们负责的基础设施,并判断什么高度的海平面将破坏基础设施。”

Owosina解释道:“这样你可以忽视不确定性,并选择一个触发因素后说:“到了这个上升高度时,系统开始无效运作。如果建造新的基础设施需要十年,你就可以设置一个临界值后说‘在快要达到那个水平前,我将开始建造新的基础设施。’如果预测错误,您将更早或更迟地达到临界值。”

对比所有情况的成本与好处

建模有助于管理区或相关市区的规划者了解不同适应策略的长期好处。例如,Owosina称一个城市可以扩充河道或增加水泵,来提高排水能力,制定涉及洪水并预防五到十年里的道路受损的解决方案。尽管提高路面高度的成本更高,但这可能是一个更高效的方法,也是今后数十年保持交通畅通的长期解决方案。

他说:“那些是我们能够用模型评估的事项。我们能够对比所有情况时的成本与好处,并看看15年、20年、50年甚至是部分资产使用寿命期(可能长达50或100年)里最高效的方法。”

与当地及国际合作伙伴合作

管理区的建模项目首先要评估气候科学、深入综合规划并在与其它当地政府和地区管理部门的所有会议中提及、探讨和沟通。SFWMD与南佛罗里达各县市紧密合作,为它们提供技术支援和数据。Owosina称,管理区还从世界各地的同行那里获得灵感与启发。

他说:“我们与荷兰同行紧密合作。他们在应对海平面问题上有着几百年的丰富经验。我们还与当地政府携手提供补助基金并开展其它项目。”

Owosina说本地及国际合作让人们意识到三个重要观点。“我们需要背景信息,我们需要了解资产的当前状态,我们还需要灵活的未来规划。”

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Steve Werblow撰写

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