Блог

Apr 26, 2023

Влияние утраты водно-болотных угодий в результате приливов и освоения прибрежных зон на ущерб от штормовых нагонов людям и имуществу: случай урагана Айк

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4620 (2023) Цитировать эту статью

1186 Доступов

18 Альтметрика

Подробности о метриках

Прибрежные водно-болотные угодья защищают население во время ураганов, уменьшая наводнения и ущерб от штормовых нагонов. Предыдущие исследования дали количественную оценку преимуществ водно-болотных угодий по сокращению волн, но меньше понимания того, как сочетание утраты водно-болотных угодий и освоения прибрежных зон влияет на пространственное распределение масштабов наводнений и ущерба. В этом исследовании мы интегрируем двумерную гидродинамическую модель высокого разрешения с анализом изменений землепользования/земельного покрова, чтобы оценить влияние полной потери водно-болотных угодий, десятилетней потери водно-болотных угодий и развития прибрежных районов на ущерб от штормовых нагонов в заливе Галвестон, штат Техас. Мы измеряем масштабы наводнения, вызванного штормовым нагоном, вызванным ураганом Айк, для трех сценариев: (i) базовый сценарий 2008 года; (ii) 2008 г. «Нет водно-болотных угодий» и (iii) 2019 г. «Современный Х. Айк». Мы обнаружили, что во время урагана «Айк» в 2008 году полная потеря прибрежных водно-болотных угодий привела бы к увеличению чистого ущерба примерно на 934 миллиона долларов США, или 12,8% от базового ущерба. Что касается современного сценария Х. Айка в 2019 году, мы обнаружили, что в период с 2008 по 2019 год было потеряно очень мало водно-болотных угодий. Если бы ураган Айк произошел в 2019 году, ущерб был бы выше на ~ 2,52 миллиарда долларов, или 34,6%, почти полностью из-за увеличения реального стоимость недвижимости и новая прибрежная застройка. Наши результаты показывают, что, хотя увеличение экономического воздействия является ключевым фактором риска штормовых нагонов в заливе Галвестон, эффективная охрана водно-болотных угодий продолжает снижать эти риски.

Штормовые нагоны, вызванные ураганами, привели за последнее столетие к крупным экономическим потерям и человеческим жертвам в Соединенных Штатах. В период с 1900 по 2017 год ураганы на континентальной части США привели к экономическому ущербу в размере 2 триллионов долларов США, а также к гибели более 16 000 человек1,2. Риск наводнений, вызванных штормовыми нагонами, в целом можно охарактеризовать с помощью системы «Опасность – Воздействие – Уязвимость»3. Здесь под «опасностью» понимается степень наводнения, вызванного штормовым нагоном, вызванным высоким уровнем воды у береговой линии, «подверженность» относится к количеству затопленных активов или людей, а «уязвимость» — это степень, в которой эти активы и люди страдают от наводнения из-за штормового нагона.

Общий уровень воды на береговой линии, который приводит к затоплению внутренних территорий во время шторма, в основном определяется сочетанием штормового нагона и прилива, а также влиянием других условий циркуляции океана, таких как, например, прибрежные течения4. Штормовые нагоны часто являются основной причиной ущерба во время урагана. Например, наводнение внутри страны из-за штормового нагона было крупнейшим компонентом ущерба во время ураганов «Катрина» в 2014 году5, «Айк» в 20086 году, «Сэнди» в 20147 году и совсем недавно урагана «Иэн» в 2022 году28. Восток США и побережье Персидского залива являются регионами с высокой степенью воздействия и уязвимости. опасности наводнений в результате штормовых нагонов, усугубляемых повышением уровня моря. Опасность штормового нагона в этих, как правило, плоских поймах рек может простираться на несколько миль вглубь суши от прибрежной зоны в зависимости от топографии, интенсивности ураганов и уровня приливной воды во время нагона.

Хотя штормовые нагоны являются ключевым фактором риска наводнений, развитие прибрежных районов также влияет на риски, увеличивая подверженность этим опасностям9,10. По прогнозам, совокупное воздействие изменения климата и развития прибрежных районов значительно увеличит будущий ущерб от ураганов в процентном отношении к экономическому росту США11. Развитие прибрежных зон, увеличивая уязвимость, может быстро и на короткие периоды времени увеличить риски наводнений. Оценки повышения уровня моря и демографические прогнозы, основанные на ГИС, показывают, что повышение уровня моря на 0,9 м по всей территории США может подвергнуть риску наводнений более 4 миллионов человек к 21000 году12. В многочисленных исследованиях изучалось влияние прибрежной застройки. о подверженности риску повышения уровня моря и штормовых нагонов и связанному с этим социально-экономическому ущербу11,13. Большинство этих исследований сосредоточено на прогнозируемом развитии прибрежных зон и связанном с этим повышении риска в пойме [например, ссылка 14]. Однако развитие прибрежных зон не только увеличивает подверженность риску штормовых нагонов, но и может еще больше усугубить этот риск за счет удаления естественных водно-болотных угодий в приливно-отливной зоне, которые, как было доказано, снижают опасность наводнений, вызванных штормовыми нагонами15.