מודל ההשפעה של רמת הים הנגרמת על ידי אקלים עולה על סיכון של שיטפון עירוני

הקדמה: הדחף להורדת הסיכון של המבול

ההתכנסות של אורבניזציה מהירה ושינוי האקלים מצטבר אתגר קריטי עבור המאה ה-21.יותר מ-600 מיליון אנשים חיים באזורי החוף שהם פחות מ-10 מטרים מעל פני הים, והפעילות הכלכלית שנוצרה באזורים אלה לעתים קרובות יוצרת את עמוד השדרה של כלכלות לאומיות.

בהתייחסות למשבר איטי זה דורש יותר מאשר הכרה; הוא דורש מודיעין מעשי. ים עולה מודלים הגשרים הפער בין מדע האקלים העולמי לתכנון עירוני מקומי.מודלים אלה מתרגמים תרחישים מופשטים של ריכוזי גז חממה למפות קונקרטיות של undation, תחזיות פרוביסטיות של כשל תשתיות, והערכות סיכון כלכליות.

הנהגים הפיזיים של רמת הים העולמית והאזורית עולים

הבנת עליית פני הים מתחילה בפיסיקה בסיסית.גלובאלית פירושה עליית פני הים (GMSL) מונעת כמעט לחלוטין משני גורמים הקשורים לאקלים התחממות: ההתרחבות התרמית של מי הים ותוספת מים מתוקים מקרח יבשתי.

התרחבות תרמית: The Ocean's Heat Uptake

האוקיינוס סופג כ-90% מהחום העודף שנלכד על ידי פליטת גזי חממה הנגרמת על ידי אדם, כמו מים חמים, הוא מתרחב, גדל נפחו.תהליך זה, המכונה אפקט סטריקאי, היוו כ-40-50% מהעלייה ב-GMSL הנצפה במאה האחרונה.

מלקק קרח וקרחונים

התרומה המפואראלית ל-SLR היא המקור העיקרי של אי הוודאות בתחזיות ארוכות טווח.קרחונים הרריים קטנים וקרחות, מהאלפים ועד האנדים, מתמסים בקצב יוצא דופן, תורמים בערך 20-30% מה-SLR הנוכחי, אך הדאגה העיקרית היא בגליונות הקרח העצומים של גרינלנד ואנטארקטיקה.

• (ב) ⁇ :0) גרינלנד קרח שט (GIS): ראט'רף 1 (משטח ההמיסה ושחרור הקרחון מהקרחונים מחוץ ללט, מאיץ באופן דרמטי מאז תחילת שנות ה-2000.ה-GIS מאבד מסה בקצב של מעל 250 ג'יגהאטים בשנה.
• (ב) ראטקטי קרח שט (AIS): אנדרטטיקה מכילה מספיק מים קפואים כדי להעלות את רמות הים הגלובליות על ידי מעל 58 מטרים.האיום העיקרי כאן הוא אינטראקציה של מים חמים באוקיינוס עם מדפים קרח צף כי אבלטרים את הקרח מבוסס הקרקע. כמו המדפים האלה דקים או קריסת לינארית, הקרחונים שמאחוריהם זורמים מהר יותר לתוך הים.

גורמים גוגפיים וגיאולוגיים

עליית רמת הים אינה אחידה.שינוי ברמת הים המקומי יכול להיות שונה באופן דרסטי מהממוצע העולמי בשל מספר גורמים.שינויים בזרם האוקיינוס (כמו להאטת זרם המפרץ) ערימה מים לאורך קו החוף מסוים. Gravitational, רוטט, ועיוות (DGR) השפעות פירושו כי ההיתוך של גיליון קרח מסוים למעשה מוריד את רמת הים קרוב יותר, ולבסוף תנועה אנכית (LM) כמו אזורי עלייה גבוהים יותר של מפרץ ג'קרטה או אזור החוף המקומי.

מודלים מודלים מודלים: ממודלים של אקלים עולמי ועד Inundation Maps

המסע ממודל אקלים עולמי למפת סיכון גבוהה של שיטפון ברזולוציה כוללת שרשרת מורכבת של מרכיבים מיוחדים מודלים.הההסתה של שרשרת זו קובעת את הדיוק והיציבות של המוצר הסופי עבור מתכננים עירוניים.

אישור Scenarios ו- Global Projections

כל הקרנה של סיכון מבול מתחילה עם תרחיש של פליטות גזי חממה בעתיד.הקהילה המדעית משתמשת כיום בנתיבים האזוריים המשותפים (SSP), המשלבים מדיניות אקלים עם מסלולים התפתחותיים סוציו-אקונומיים שונים.מודלים מדמיעים כיצד מערכת האקלים מגיבה לנתיבים אלה, ומייצרת פרובוקציות להמיסת קרח, התרחבות תרמית ושינויים במחזור האוקיאנוסים של GM-1, לעומת 2,201 מטר, אך סבירות נמוכה (בייט), אך 2.

דינמי ירידה ובטיחות הידרודינמיקה

מודלים אקלים גלובליים (GCMs) פועלים על רשת של כ -100 קילומטרים.ההחלטה הזו היא הרבה יותר מדי קורקטה כדי ללכוד את המרחץ המורכב, קו החוף, ואת דפוסי מזג האוויר המניעים את הצפות המקומי. דינמי יורדות משתמש במודלים אזוריים אקלים (RCMs) כדי לדמות שדות רוח מקומיים, לחץ אטמוספירי, וגשם ברזולוציה הרבה יותר טובה.

מודלים הידרודינמיקה של המדינה (כגון ADCIRC, Delft3D ו- FVCOM) לפתור את משוואות המים הרדודות כדי לדמות כיצד סערה עולה propgates על המדף היבשתי ו- estuaries ומפרץ.הם מהווים חשבון עבור פירוק אנרגיה מחיכוך, ההתכנסות של מים בערוצים צרים, ואת ההשפעה של מודלים הגנה קיימים הם יקרים אך ורק למילוי אירועים דינמיים של "מים" במקום ל"מבולטים" ויזואליים" במקום לחיקוי מים בתאונות.

Topographic Data: The Critical Foundation Layer

מודל הוא רק טוב כמו הנתונים שלו. נתונים מבוזרים ברזולוציה גבוהה הוא קלט אחד החשוב ביותר עבור מודלים של שיטפונות עירוניים. Light Detection ו- Ranging (LiDAR) נתונים, בדרך כלל מדויק עד 10-15 ס"מ ואסף באמצעות מטוסים, מספק את מודל ההתעלות הדיגיטלית המפורט (DEM) הנדרש לניתוח ברמת רחוב. Accurate datums הם קריטיים כאן, כמו המודל חייב ליישב נתונים על פני רמת ים מסיבית (Dim) או נתונים.

סיכון של שיטפון עירוני: חסידי מודל מודרני

מודל מקיף של סיכון לשיטפונות עירוניים משלב כמה מרכיבים פיזיים וחברתיים נפרדים כדי לייצר אינטליגנציה מעשית.

הערכה של Probabilistic Flood Hazard

במקום למפות תרחיש אחד, הערכות סיכון מודרניות משתמשות בהרכב של אלפי אירועים סציינטטיים בשילוב עם SLR תחזיות. גישה פרובביליסטית זו לוכדת את הטווח המלא של גבהים והיקף אפשריים.זה מהווה עבור גאוות, נטיות של ים עונתיות, ואת החוסן של מסלולי סערה ואטמוס.הפלט הוא מפה של סיכון עם עלייה שנתית, מתן הסתברות סטטיסטית עבור החלטות הנדסיות.

חשיפה ופגיעות של הסביבה הבנויה

זיהוי מה נמצא בשיטפון הוא הצעד הבא.זה כרוך בעיכוב נתוני פיזור מס, בניית עקבות, יחסי שטח הרצפה, ומקומות תשתיות קריטיים.עם זאת, פגיעות תלויה במידה רבה במאפיינים הספציפיים של המניה הבנויה. בית סלאב-על-דרגה הוא הרבה יותר פגיע מאשר אחד שגדל על ערמות.בית חולים עם גנרטורים במרתף הוא למעשה בכבד אם הצפות המודרניות משלבות מודלים ספציפיים לתפקודים של הקרקעיים ספציפיים כדי לחשבומים.

• (ב) ,0) מבנים של מילואים: 1FLT תלוי בגובה הראשון, סוג הבסיס וגיל הבניין.
• (ב) רשתות בנייה:0 (Infrastructureal): כבישי 1FLT:1, מנהרות מעבר, תת-קרקעיות כוח, צמחי טיפול במים.כישלונן של הצמתים הללו מוביל לשיבושים מחלחלים הרבה מעבר לאזור השיטפון הפיזי.
• (FLT:0 Socialפגיעות: RevelationFLT:1) נתונים דמוגרפיים (גיל, הכנסה, שפה, בריאות) ממפה לזהות אוכלוסיות שיש להן קושי להתכונן, evaing, או התאוששות מאירוע מבול.

השלכות על תכנון עירוני ומדיניות

המטרה הסופית של מודלים היא ליידע החלטות חזקות.השינוי מסיוע אסון תגובתי להתאמה אקטיבית של אקלים דורש ממתכננים להשתמש במודלים אלה כדי לשכתב את הכללים עבור איך ערים בנויות ולנהל.

Zoning and Land Use Regulation

אחת האפליקציות הישירות ביותר של סיכון הצפה היא עדכון מפות מצפות וקודים ארגנה.אנחנו נעים מעבר לשיטפון סטטי של FEMA 100 שנים. קהילות מאמצות מפות "תנאים עתידיים" שגורם בתחזיות SLR.מפות אלה משמשות לאכוף תקני פיתוח קפדניים יותר, כולל דרישות בנייה גבוהות יותר ("מימון"), על פני משטחים בלתי מאוימים, שימור פתוח במרחבים באזורים מסוכנים, אשר מאפשרים קלות ודרדרדרדרדרדרדרדרדרישה לקרקע קשה יותר.

פתרונות צמחיים ופתרונות המבוססים על הטבע

תוצאות המודל לזהות את האזורים המדויקים שבהם תשתיות הן פגיעות ביותר.זה מאפשר השקעות ממוקדות ולא שדרוגים שמיכה. ערים כמו ניו יורק השקיעו מיליארדים במחסומים מצפות, קירות בלתי ניתנים לתפוצה, ותחנות משאבה המבוססות על מודלים לאחר סן-די.

פתרונות מבוססי טבע (NbS) משולבים במודלים כדי לבחון את יעילותם.אלה כוללים שחזור של חופי רטובות כדי להגביר את אנרגיית הגל, בניית שוניות צדסטר, וליישם "קווי חוף חיים" בהולנד, "Room for the River" משתמשת במודל כדי לזהות אזורים שבהם ניתן לחדור ולרחב את הנהר לשיט בבטחה.

אסטרטגיות רציונאליות ו- Transitional Strategies

באזורים עירוניים מסוימים, העלות של הגנה מפני ים עולה היא פשוט בלתי אפשרית או בלתי אפשרית מבחינה גיאולוגית.מודלים בסיכון של שיטפון משחקים תפקיד קשה אך חיוני בזיהוי אזורים שבהם תיקון מתוכנן הוא האסטרטגיה ארוכת טווח קיימא לטווח ארוך.זה לא רק חישוב טכני אלא תהליך חברתי ופוליטי עמוק.קניית תוכניות, כמו אלה המנוהלים על ידי FEMA או תוכנית ניו ג'רזי כחול לאחר הוריקן, להסתמך על סיכון ארוך של מודלים פתוחים של תאים אלה.

מחקרים אמיתיים ב- Flood Risk Modeling

כמה ערים מובילות מספקות הדפסה כחולה על איך מודלים מתקדמים מתורגם למסגרות הסתגלות קונקרטיות.

רוטרדם, הולנד: A Paradigm of Resilience

רוטרדאם, הנמל הגדול ביותר באירופה, יושב כמעט לחלוטין מתחת לרמה הים.העיר עברה מעבר לתנוחות הגנתית גרידא לאחד מלינה.האסטרטגיה להתאמה אקלים רוטרדם (RAS) מסתמכת במידה רבה על מודלים מפורטים שמהווים עליית רמת הים, שחרור הנהר מהמסלולים, וגשמים אינטנסיביים.

ג'קרטה, אינדונזיה: האתגר של צוללות קיצוניות

ג'קרטה מייצגת את תרחיש השיטפון העירוני הקיצוני ביותר בעולם, בעוד שרמת הים העולמית עולה, ג'קרטה שוקעת בקצב של עד 10-12 ס"מ לשנה בשל מיצוי מי הקרקעי המואץ.זה אומר שעלייה בגובה פני הים מתרחשת בקצב שמגביר את ההסתגלות המסורתית של אזור שימור הים הגדול (החליפה של נורמנטלית) המשמש את מודל הקירור (הטיפוסים המורכבים של צפון-מזרח) של נורמה (האדמות) של תאים עתיקים, כולל אינדונזיים) של תאים עתיקים, כולל מודל קירי תיבות של צפון-מזרחיים מורכבים של נורמה) ונהרות) של נוראר (מדומים, כולל אינדונזית) של תאים עתיקים, כולל אינדונזיים, כולל אינדונזיים, כולל אינדונזיים, כולל אינדונזיים, אשר משמשים את המודלים, כולל אינדונזיים, אשר משמשים את האטומיים, אשר משמשים את המודלים, אשר משמשים את המודלים, כולל אינדונזיים, כולל אירגוניים, כולל אינדונזיים, כולל אירגוניים, כולל אירגוניים, כולל אירגוניים, כולל אירגוניים, כמו גם נתונים של כדור הארץ מורכבת של כדור הארץ, אשר משמשים את האטומיים, כולל

נורפול, וירג'יניה, ארצות הברית: חוסן חוף פוגש את הריקנות הצבאית

נורפול הוא ביתם של הבסיס הימי הגדול ביותר בעולם והוא סובל מכמה מהשיעורים הגבוהים ביותר של רמת הים היחסית על החוף המזרחי של ארה"ב בשל תת-קרקעית הקרקע "יום סוני" הצפה הפכה לתנודות כרונית.העיר שותפת עם דלתא ההולנדית לפתח מודל הידראולי המתמזג עם עלייה משמעותית של סערה, SLR, ואת רשת הניקוזבת מורכבת הדורשת שינויים חזותיים כמו דלתאמים של רשת מגנטית של 1Fonertain.

אתגרים, אי-וודאויות, והנתיב קדימה

למרות ההתקדמות העצומה של מודלים, אתגרים משמעותיים נשארים להגביל את הדיוק ואת הכדאיות של הערכות סיכון הצפות.

הנפילה העמוקה של קרח

עד כה המקור הגדול ביותר של אי הוודאות בתחזיות של המאה ה -19 הוא ההתנהגות של ה-Ice הקרח האנטארקטי, במיוחד ה- Westאנטארקטי הקרח Sheet. התהליכים של אי-יציבות של הקרח הימי (MISI) ו-Iceney Cliff Instability (MICI) עדיין אינם מיוצגים באופן מלא במודלים גלובליים רבים.זה אומר כי מודלים עשויים להמעיט באופן שיטתי את הסיכון הגבוה ביותר.

מודלים חד-פעמיים ו- Feedback Loops

רוב המודלים הנוכחיים פועלים ב"אקדמיה", שבו הפלט של מודל אחד מזין אחד לשני בצורה ליניארית.המציאות מורכבת הרבה יותר.אירוע שיטפון גדול משנה את הנוף, מחסינות את ההגנות, ומאגד מקורות מים.היכולת של האוכלוסייה לשחזר השפעות על הכלכלה העתידית של העיר, אשר בתורו משפיע על יכולתה להשקיע בהסתגלות נוספת.

הון נתונים וקיבולת גלובלית

הנתונים הסטטיסטיים הגבוהים ביותר של LiDAR והמודלים ה הידרודינמיקה המתקדמים ביותר מרוכזים במדינות עשירות.רבים ממרכזי החוף הצומחים ביותר בדרום הגלובלי חסרים את נתוני הגלים הבסיסיים, נתוני גובה והיכולת המוסדית לרוץ מודלים עמידים לסיכון הצפה.זה יוצר פער משמעותי של הסתגלות אקלים.

תקשורת בלתי-וודאת למקבלי ההחלטות

תרגום של ההרכב הפרוביביליסטי של מפות שיטפונות לקוד בניין או תקנה ייעוד היא אתגר תקשורת משמעותי.מהנדסים ומקבלי מדיניות הם לעתים קרובות מאומן לחפש תשובות חדות, ⁇ סטיות.הצגתם עם מגוון של אפשרויות מבלי לגרום לשיתוק החלטות דורש ויזואליזציה ותקשורת ברורה של רמות הביטחון עבור תרחישים שונים.המטרה היא לנוע לעבר "החלטות לא מבושלות", שבו תוכניות מבוססות על טווח ברור של יעד שלם, ולא פוגעני.

מסקנה: בניית עם הבלתי נמנע

עליית פני הים המושרה לאקלים היא אתגר מכריע עבור הציוויליזציה החוף.האימפריה הפיזית של האוקיינוס ושל גליונות הקרח מבטיחה כי שינוי משמעותי נעול בעשורים הקרובים.אנחנו לא יכולים לחכות למידע מושלם.הלא בטוח בדינמיקה של גליון הקרח העמוק לא צריך להיות תירוץ לאי-פעולה; אלא, הם קוראים לתכנון תוכניות הסתגלות גמישות וניתנותנותנותנותנות לסיכון מודרני מספק מסגרת חיונית עבור אלה, אם הם בוחרים כיום, כלומר, תכנון, או שמאות, אשר תלוי, אשר עומד על פני השטח, אשר יהיה, אשר יהיה, בין אם הם, אשר יהיה, בין אם הם, תכנון, אשר יהיה, בין השנים, אשר יהיה, תכנון, בין אם כן, בין אם זה, בין אם הם, תכנון, החל, בין אם זה, תכנון, החל, ובין אם כן, ובין אם כן, תכנון, על פני השטח, תכנון, תכנון, בין אם כן, ובין אם כן, תכנון, ובין אם כן, ובין אם זה אפשרי, ובין אם כן, תכנון, תכנון, ובין אם כן, ובין אם כן, על פני הערים המתיישב, ובין אם כן, החל במאה הנוכחית, ובין אם כן, ובין אם כן, ובין אם כן, תכנון, החל, ובין אם כן, ובין אם כן, ובין אם כן, ובין אם