新研究表明，土壤侵蚀使沙漠地区的洪水更加致命，并警告中东和北非地区人口稠密的沿海城市面临的风险正在上升。
地图显示（红色）风暴丹尼尔过后卫星雷达图像检测到利比亚东部流域严重侵蚀的区域，以及携带大量沉积物的溪流如何导致德尔纳和苏萨遭受严重破坏。图片来源：南加州大学干旱气候水研究中心 (AWARE)
科学家发现，沙漠化导致的土壤侵蚀加剧正在加剧中东和北非城市的洪水影响。他们的研究受到 2023 年利比亚德尔纳特大洪水的推动，该洪水造成 11,300 多人死亡，凸显了加强地球观测计划的紧迫性，以更好地监测和管理这些日益常见的极端天气事件。
南加州大学维特比工程学院的研究人员与巴黎西岱大学巴黎地球物理研究所的研究人员共同开展的一项新研究发现，由于沙漠化导致沿海地区土壤侵蚀加剧，正在加剧洪水对中东和北非港口城市的影响。研究人员重点观察了 2023 年利比亚德尔纳市的毁灭性洪水，该洪水造成 11,300 多人死亡，并表明土壤侵蚀的加剧如何显著导致了这些不寻常的沙漠洪水造成的灾难性损失。这项发表在《自然通讯》上的研究，发表于 2023 年 9 月 10 日致命洪水发生近一年后。合著者认为，他们的工作揭示了干旱地区面临的惊人脆弱性，因为气候变化导致极端天气事件频率不断上升，迫切需要先进的地球观测项目来监测和描述这些地区。
干旱地区风险上升在过去十年中，面积大于美国大陆的北非撒哈拉沙漠面临着危险的天气组合：日益干旱的天气状况，以及强烈的沿海暴雨。这些变化的根源如下：沙漠化加剧导致干旱加剧，而由于全球变暖导致东地中海海水温度上升，该地区的暴雨频率增加。该论文的通讯作者 Essam Heggy 是 Ming Hsieh 电气和计算机工程系微波系统、传感器和成像实验室 (MiXIL) 的研究科学家，也是南加州大学维特比干旱和水研究探索中心 (AWARE) 的联合首席研究员，他表示，这两种极端条件共同加剧了土壤侵蚀，并产生了致命的泥流，而该地区现有的老化水坝很难控制泥流。
虽然一些学者认为干旱是撒哈拉最致命的威胁，但Heggy 警告说事实并非如此。他说，他的合作论文“评估丹尼尔风暴过后利比亚的山洪侵蚀”提供了证据。
丹尼尔风暴带来的灾难性后果一年前，也就是 2023 年秋天，风暴丹尼尔（又名“梅迪坎·丹尼尔”）袭击了利比亚东海岸，造成了前所未有的山洪暴发，造成 11,300 多人死亡，基础设施遭到大规模破坏。（耶鲁气候联盟表示，这种性质的山洪暴发在非洲大陆已有 100 多年没有出现过。）
作者解释称，非洲百年来最致命的洪水发生在沙漠地区，其发生原因是多种因素的综合作用：降水量异常高、两座防洪坝倒塌，以及该市的“蓝色”或水基础设施未能控制这一极端事件。他们认为，地表侵蚀造成的沉积物负荷增加了流水密度，加剧了沿海城市德尔纳和苏萨的山洪暴发带来的灾难性影响，德尔纳 66% 的城市表面和苏萨 48% 的城市表面遭受了中度至高度的破坏。
通过雷达进行高级监控研究人员利用一系列 Sentinel-1A C 波段轨道合成孔径雷达图像，测量了返回信号相干性的变化，从而了解了风暴发生前后地表纹理特性的变化。（这些差异可作为绘制洪水侵蚀图和评估基础设施损坏情况的指标。）
研究人员证明，河流中的水流负荷过重，土壤被侵蚀，导致水流变稠，从而增加了水流的破坏性。这反过来又导致原本应该保护德尔纳市和居民的两座大坝垮塌。
Heggy 指出，现有的径流模型对于评估洪水范围很有用。这些模型无法评估沙漠表面侵蚀，而这种侵蚀可能会造成毁灭性的影响，正如德尔纳的情况一样。
Heggy 表示，雷达卫星克服了这一限制。“利用先进的雷达卫星改善对干旱流域的监测，对于减轻撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛和其他沙漠地区的这些毁灭性风险至关重要。”
洪水管理和政策方面的挑战南加州大学 AWARE 中心访问研究生、论文第一作者乔纳森·诺曼德 (Jonathan Normand) 表示：“如今，得益于数百颗环绕地球运行的通信卫星，你可以在沙漠中发布社交媒体信息。然而，研究人员仍然只能利用有限数量的卫星来了解地球动态和沙漠表面过程的复杂性。”
对未来风险的最后警告“利比亚发生的一系列事件可能在北非和阿拉伯半岛的许多人口稠密地区发生，”Heggy 及其同事在与摩洛哥和西班牙的研究人员共同进行的一项平行研究中警告说。
Heggy 强调，还存在其他风险因素：风暴越来越强，城市越来越拥挤，而在减少开发和提高灾害应对能力的政策方面却越来越缺乏组织性。“德尔纳的致命洪水表明，尽管最近两次气候变化会议都是在中东和北非地区举办的，但该地区的政策制定者尚未充分听取科学意见。未来最致命的敌人是我们自己认为这些极端事件是不会重复的准时事件。气候模型告诉我们，它们会以更强大的力量反击。”
参考文献：Jonathan CL Normand 和 Essam Heggy 撰写的“评估丹尼尔风暴过后利比亚的山洪侵蚀”，2024 年 8 月 20 日， 《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-024-49699-8
来源：南加州大学
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