500 tahun data banjir Mississippi menunjukkan keadaan semakin buruk

Sukar untuk dapat memahami skala Mississippi tanpa melihatnya. Ia mengalirkan air dari 31 dari 48 negara bersebelahan, bersama dengan bahagian Kanada, dan aliran keluarnya boleh menampung purata sehingga 20,000 meter padu air setiap saat. Apabila sesuatu banjir besar, ia boleh menjadi peristiwa yang memusnahkan yang hebat, yang boleh memberi impak kepada pelbagai negara apabila lonjakan air membuat jalan ke hilir ke lautan.

Sehubungan itu, manusia telah cuba untuk menghadkan kesan banjir dengan membina struktur yang mengandungi sungai dan mengarahkan limpahannya. Tetapi ketika banjir terus melanda lembah sungai, termasuk banjir 2011 yang besar, orang telah mula mempersoalkan sama ada struktur yang kami bina hanya memburukkan keadaan. Satu kajian baru mencapai 500 tahun untuk mengumpulkan data mengenai banjir lalu dan menjawab soalan itu dengan ya.

Mewujudkan sejarah

Untuk sungai seperti Mississippi, banjir adalah peristiwa tidak menentu, yang bermaksud bahawa memilih trend memerlukan banyak tahun data. Sebagai contoh, banjir selama sedekad dalam banjir, tidak akan memberitahu anda jika anda lebih selamat atau bertuah. Dan di sini, penyelesaian yang agak baru-baru ini kerja-kerja dalaman Amerika Utara terhadap kami; perkakasan pertama untuk mengukur aliran sungai tidak dipasang sehingga hampir 1900. Jadi bagaimana anda menganalisis sejarah yang tidak wujud?

Untuk kerjasama penyelidikan AS-UK, jawapannya adalah membina sejarah anda sendiri. Para penyelidik bergantung pada apa yang disebut "tasik oxbow," bahagian melengkung potensi sungai sungai yang terputus dari aliran utama Mississippi melainkan ada banjir. Semasa banjir, sungai mengalir sedimen yang lebih berat daripada pengumpulan biasa di dalam tasik. Pasukan penyelidik mengambil teras sedimen dan menggunakan saiz dan komposisi biji sedimen untuk mencipta sejarah banjir sungai.

Itu disokong oleh analisis cincin pokok. Ternyata pokok-pokok tidak mempamerkan pola pertumbuhan normal ketika mereka menghabiskan waktu tenggelam, dan ini muncul di cincin tahunan yang ditetapkan sebagai pohon tumbuh. Dikombinasikan, keduanya menyediakan rekod yang terbentang hampir ke 1500, dengan lebih banyak laman web yang menyediakan data pada tahun 1700an. Pertindihan dengan masa apabila rekod instrumen menjadi tersedia menunjukkan bahawa rekod ini secara tepat menangkap sejarah banjir Mississippi, dan beberapa banjir individu dalam rekod sejarah boleh dipilih.

Iklim dan trend

Trend utama dalam data adalah jelas: keadaan semakin buruk. "Kadar banjir bank tertinggi dan peristiwa pelepasan terbesar sejak 500 tahun yang lalu telah berlaku dalam abad yang lalu," kata penulis. Perhatikan yang mengatakan "kadar." Besarnya banjir baru-baru ini adalah sama dengan yang berabad-abad yang lalu; masalahnya adalah bahawa banjir besar ini berlaku lebih kerap. Peningkatan ini mula menjadi jelas sekitar 150 tahun yang lalu, yang dicatat oleh para penulis adalah mengenai masa yang sama bahawa pertanian intensif di kawasan sekitar Mississippi dan anak sungainya meningkat.

Tetapi itu bukan satu-satunya trend yang jelas dalam data. Terdapat juga isyarat kitaran yang berkaitan dengan kitaran iklim utama. Hubungan kuat dengan peristiwa El Niño, tetapi terdapat juga pautan ke Atlantik Multidecadal Oscillation, yang bermaksud bahawa banjir dipengaruhi oleh siklus yang berlaku di kedua pantai utara Amerika. Penulis mencadangkan bahawa El Niños menghasilkan lebih banyak hujan pada umumnya, meninggalkan sebahagian daripada lembangan saliran Mississippi tepu dan lebih mudah banjir. Oscillation Atlantic Multidecadal, mereka mencadangkan, mempengaruhi peredaran udara yang kaya air utara dari Teluk Mexico.

Kedua-dua pengaruh tersebut masih dipegang walaupun kekerapan banjir semakin meningkat.

Terdapat dua perkara yang jelas yang boleh menghasilkan trend, dan kedua-duanya melibatkan kita. Yang pertama adalah perubahan iklim, yang boleh mengubah corak pemendakan di Amerika Utara, secara langsung mempengaruhi jumlah air di Mississippi. Yang kedua melibatkan usaha pengendalian banjir kita dan perubahan yang kita buat untuk membolehkan kapal kargo besar menggunakan sungai, yang secara tidak sengaja dapat meningkatkan kekerapan banjir.

Untuk menganalisis ini, penulis berpendapat bahawa faktor iklim akan bertindak melalui El Niño dan Atlantik Multidecadal Oscillation. Jadi mereka menganalisis sama ada ini telah berubah dalam abad yang lalu. Analisis ini mencadangkan bahawa perubahan dalam kedua-dua kitaran iklim ini boleh menyebabkan kenaikan lima peratus dalam kekerapan banjir. Walau bagaimanapun, kenaikan sebenar adalah empat kali ganda. Akibatnya, mereka menyimpulkan bahawa majoriti kesannya adalah disebabkan oleh "modifikasi manusia ke sungai dan lembangannya."

Dan ini, mereka berpendapat, harus mempunyai implikasi dasar: "Temuan utama kami-bahawa kejuruteraan sungai telah meningkatkan bahaya banjir di Mississippi yang lebih rendah ke tahap yang tidak pernah berlaku sebelum ini dalam lima abad yang lalu-menambah kepada senarai yang semakin meningkat kos luar yang dikaitkan dengan banjir konvensional projek pengurangan dan pelayaran. " Tetapi tidak jelas bahawa analisis mereka agak persuasif. Pemendakan di kawasan timur laut lembangan saliran Mississippi telah meningkatkan kedua-dua jumlah dan intensiti dalam iklim pemanasan kami, dan trend itu tidak dikaitkan dengan salah satu daripada kedua-dua kitaran iklim.

Masih terdapat beberapa kerja yang masih belum dapat dilakukan sebelum kita dapat mengarahkan jari dengan tepat pada perubahan kami ke sungai itu sendiri. Tetapi skala besar dan kos banjir berkaitan di Mississippi bermakna ini adalah satu kemungkinan yang perlu diambil serius.

Alam, 2018. DOI: 10.1038 / nature26145 (Mengenai DOI).

Tonton video itu: Suspense: The Kandy Tooth (Januari 2020).