自然科普：百年一遇的極端天氣，為何常常能遇到？


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今年3月下旬，生活在澳大利亞東海岸的人們經曆了一場罕見的氣象事件。有些地區的降雨量破紀錄，還有些地區出現持續性強降雨，導致洪澇災害。
這次強降雨在不同的地方被稱為三十年一遇、五十年一遇甚至是百年一遇的氣象事件。那這些描述都意味著什麽呢？
什麽是百年一遇的氣象事件？
關於百年一遇意味著什麽，首先我們要消除大眾對它的誤解。這並不意味著這種天氣恰好是每一百年發生一次，或是在未來一百年內都不會發生。
對於氣象學家來說，百年一遇指的是平均每一百年就會發生一次強度與此相當或更強的氣象事件。這就意味著，在一千年的時間跨度中，百年一遇的事件可能會出現十次或超過十次。但是這十次有可能會集中在幾年內發生幾次，然後很長一段時間都不會發生。
事實上，由於“百年一遇”是被大眾誤解的一個詞，我們應該避免使用，但現在這個詞的使用非常普遍，也很難做出改變。對這個詞還有一種理解，即百年一遇的事件指的是在任意年份發生至少這樣程度的事件的概率為1%。（這也是所謂的“年度超限概率 [annual exceedance probability]”。）
百年一遇的事件有多常見？
令人意外的是，百年一遇的事件發生的頻率似乎比人們想象的要高得多。雖然1%的概率聽起來非常罕見，但這樣的事件實際上比你想象的要普遍得多。這裏有兩個原因。
首先，對於一個特定的地方（比如你的居住地），一件百年一遇的事件在這平均每一百年發生一次。然而，在整個澳大利亞，你則會發現百年一遇的事件在某些地方常常發生，一個世紀不隻出現一次。


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這就好比你一個人可能有百萬分之一的幾率中彩票，但“有人”中彩票的幾率就要高得多。
其次，雖然百年一遇的洪水在某些年份發生的幾率可能隻有1%（因此被稱為“1%洪水”），但從更長的時間來看，發生的幾率也要高得多。例如，如果你的房屋設計成能承受1%的洪水，這意味著在70年間，房子大約有50%的幾率在這段時間被淹沒！這真不是什麽好事。
我們對洪水發生的頻率了解多少？
像這樣每年發生超過1%概率的事件，通常被稱為“防洪設計標準（flood planning levels）”或“設計事件（design events）”，用於一係列的城市規劃和工程設計應用。然而，這是建立在我們能夠準確計算出 1% 事件是什麽的基礎上，這實際操作起來並沒有那麽簡單。
首先，我們會使用曆史數據來評估百年一遇的事件，但澳大利亞隻有約100年可靠的氣象觀測記錄，而且大多數地區的河流流量記錄甚至時間更短。我們還可以肯定的是，這100年的記錄不包含可能發生的最大規模事件，如降雨、幹旱或洪澇等。來自古氣候的間接證據數據暗示著過去發生過更大的事件。
因此，1%的事件絕不是“最壞的情況”，一些來自古氣候數據的證據表明，在遙遠的過去，氣候是非常不同的。
其次，使用曆史數據來預估百年一遇的事件，這就假設基本條件沒有變化。但在世界上的許多地方，我們知道降雨和水流正在發生變化，隨之導致洪水的風險也在發生變化。
此外，即使降雨量沒有發生變化，洪水風險的變化也可能由於許多因素而發生。洪水風險的增加可能是由於開荒或植被的其他變化，或流域管理發生變化。
洪水頻發也與洪水泛濫地區安置定居點的規劃決策失誤有關。這意味著根據過去的觀測來預測百年一遇的事件，與實際情況相比可能是低估了或是高估了當前的洪水風險。
影響洪水發生頻率的第三個罪魁禍首是氣候變化。毫無疑問，全球變暖正在使海洋和大氣升溫，加劇水循環。在更溫暖的世界裏，大氣可以容納更多的水，所以我們估計降雨強度會增加。
極端降雨事件在澳大利亞部分地區變得越來越極端。這與理論相符，理論預測全球氣溫每上升1攝氏度，降雨量將增加7%左右。


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澳大利亞平均氣溫已經上升了近1.5 ℃，則降雨量應該增加了約10%。雖然10%聽起來不是很誇張，但如果一座城市或大壩的設計是承受100mm的降雨，那麽當它遭遇110mm的暴雨，導致的結果就可能從暴雨變成洪水淹沒房屋了。
所以在實際情況中，百年一遇意味著什麽？
目前很難說氣候變化是否“導致了”澳大利亞新南威爾士州沿海地區的極端降雨。但很明顯，隨著氣候變暖，極端氣溫和暴雨事件會變得越來越極端，我們也可能會更頻繁地經曆百年一遇的事件。
我們不應該認為目前正在發生的這類事件在未來100年內都不會再次發生。而是要有心理準備，這樣的事件很快可能再次發生。
撰文：Rick Rycroft/AAP
翻譯：胡琦琳
審校：戚譯引
引進來源：the Conversatio
本文來自：環球科學


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