随着海平面的下降，研究人员期望能预测哪些地区不会受到强风暴所引起的洪水的侵犯。2017年9月8日，Thomas Wahl在伦敦盖特威克机场攀上了一架完全没什么乘客的航班前往佛罗里达州的奥兰多。
作为中佛罗里达大学的一名海岸工程师，Wahl告诉早已拿下加勒比海大部分地区的5级飓风厄玛于是以朝着他的家乡移动。即使是这样，他还是上了飞机。他说道：“飞机上只有飞行员、一些不在乎天气的迪士尼游客和我。
”类似于今年一月攻击美国东北部的“炸弹旋风”的少见事件更加频密。来源：Scott Eisen/Getty厄玛的暴雨和强风在佛罗里达州导致数十人自杀身亡。Wahl在他家的一居室公寓里渡河了这场风暴，对他来说，这是一个少见的机会，他亲眼了他长期以来担忧的现象——风暴潮、高潮位和海浪融合时造成的极端海平面。极端的海平面事件使洪水冲破海岸屏障，水淹人们的家园和关键的基础设施。
这些事情都已再次发生，例如，路易斯安那州的新奥尔良及周边地区未有从2005年飓风卡特里娜导致的多达1000亿美元的损失中完全恢复；在佛罗里达州的杰克逊维尔，厄玛将部分城市水淹在2米浅的水中，吞噬了居民，并造成桥梁和国际机场重开。在全球范围内，因为冰川和冰盖融化及海水加剧造成的收缩，平均值海平面每年下降多达3毫米。研究人员一般来说侧重于研究其下降的原因和速度。
但海水收缩也不会造成极端海平面，并导致灾难性危害。在未来的几十年里，百年一遇的洪水有可能每一两年就不会再次发生。到2100年，整个欧洲沿海洪灾导致的损失将减少20倍以上。
在一些地区，百年一遇的洪水的强度也将之后减少。Wahl和几个同事们说道，更好的科学家必须注意到这些灾难性事件正在改变的本质，以及它们将如何影响那些生活在海岸边的人们。他说道：“这样的洪水将是人类未来面对的仅次于威胁之一。
当我们辩论洪水风险时，在或许上我们必需作出极端分析。我们担忧的正是那些低影响、较低概率的事件。
”通过辨别历史记录和用于模型来评估风险，Wahl和其他人在预测这些事件的风险上获得了大幅度进展。结论随地点而异。一些沿海地区面对极端海平面事件的危险性减少，另一些地区则有可能更容易经常出现“烦人的”洪水泛滥——水淹街道、使居民生活艰难，但整体上没过于大危害。纽约ICF国际咨询公司的气候变化专家Maya Buchanan说道，社区必须这些科学知识来协助他们作好打算。
官员们可以通过提高灌溉和其他基础设施来解决问题烦人的洪水。但为了应付极端事件，还必须更加多措施：建筑堤坝或加厚加宽海堤。
总共有3亿名沿海居民面对极端气候的风险。Buchanan说道：“这对决策者和全社会都极其重要。”辨别记录1978年2月6日，一场历史上少见的暴雪复活新英格兰。
暴雪吞噬了司机。极大的浪潮与风暴潮把沿海的房屋看起来玩偶屋一样只能抛起。总共有54人遇难，数以千计的建筑物被毁。波士顿港的官方潮汐记录表明，除去潮汐，当天水位在12小时内下降了约一米，这是该地区有记录以来最低的水位线之一。
它只是世界各地众多记录了每日潮汐的波动和风暴驱动潮的水位收集记录中的一个例子。2009年，英国利物浦国家海洋学中心的Philip Woodworth的团队，要求尽量多地搜集这些记录，以构成一个自定义的全球数据库。该小组将重点放到那些每小时最少展开一次测量的数据，因为这需要精确地捕捉到在较慢变化的风暴中的高水位。
该数据库被称作全球极端海平面分析（GESLA）项目，现沦为分析极端海平面如何随时间变化的数据选用来源。该数据库表明：自1970年以来，世界各地极端海平面的上升幅度和频率都在减少。例如，在某些地方，50年一时逢洪水的高度每十年减少多达10厘米。
主要原因是平均值海平面的下降。随着海水比较海岸线更加低，来袭的风暴潮就更容易洪水泛滥至低水位。
据估计，在2012年飓风桑迪对纽约市导致的将近120亿美元的损失中，海平面下降导致的损失多达20亿美元。其他因素也影响着极端海平面，长年的大气环流模式就是其中之一；例如，反感的厄尔尼诺现象减少了美国西海岸低海平面的概率，同时减少了热带西太平洋低海平面的概率。
陆地和海洋相对高度的变化也很最重要，自从上一个冰河时代末期极大的冰川消失后，斯堪的纳维亚的大部分海岸都在较慢下降。在亚洲南部，恒河-雅鲁藏布江三角洲却正在击沉，因为其沉积物渐渐传输。
GESLA在2016年展开了改版，现在包括了来自世界各观测站点的1355项记录，总计多达39000车站年（车站的数量除以记录的时长）的数据。大部分数据来自二十世纪的下半叶。但对于那些想要改良长年统计数据的研究人员来说，这还过于宽。根据经验，通过追溯观测记录，可以推断出有未来（最远到有数历史的四倍时间）事件再次发生的频率。
几十年的数据足以预测未来10000年里的洪水事件，但这对一些社区和核电站等脆弱基础设施来说毕竟必须的。在俄勒冈的波特兰州立大学的海洋学家Stefan Talke仍然专心于拓展美国水位的历史记录。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）在全国大部分地区都另设检潮仪。
它的记录涵括二十世纪的大部分时间，但最先可以追溯到十九世纪。Talke与其同事和学生前往全国各地，找寻那些NOAA还没系统地展开数字化的潮汐模型和风暴潮的信息。
“我们对未来不会怎样都很感兴趣。”Talke说道，“但如果我们无法尽量地理解过去，又怎么能去预测未来呢？”Talke和他的同事们早已钻研了大量的手写数据表和叙述测量是如何展开的注记。这些注记对评估数据的质量至关重要；它们记录了时钟故障、冰木栅仪表和醉酒观察者展开怀疑测量的情况。
总之，研究人员重复使用了约300000份文件，少于6500个车站年里遗失或被消逝的测量数据的量。例如，在波士顿，他们寻找了1921年（现代NOAA记录开始的年份）以前50年的记录并将之数字化。从这些数据甚至是更加早期的数据中，他们计算出来找到：19世纪20年代至今，波士顿海平面比较陆平面下降了28厘米。
预示着这种上升幅度，极端事件愈发少见：在19世纪20年代里百年一遇的事件，在如今更加看起来一个八年一遇的事件（闻“迫近的洪水”）。来源: T. Wahl et al. Nature Commun. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms16075 (2017).返回过去研究人员还找到极端事件有助人们正确地理解近期的洪水。例如，他们找到1909年的一场风暴造成了与1978年暴风雪相近的洪水。“档案的研究指出，1978年的事件只不过并不是很异常。
”Talke说道。但这两个低水位在一月波士顿的“炸弹旋风”中被打破。这个“炸弹旋风”从下降的海平面中取得力量，超越海堤，将冰冷的海水倒入居民区。
上周，仅有在创纪录的两个月后，又一次强大的冬季风暴造成波士顿地区再度遭遇了相似新纪录的洪水。Talke与其他科学家及机构官员（如负责管理联邦海岸工程的美国陆军工程兵团）共享了他的找到。他期望，人们通过理解长期趋势，为未来的高水位做到更佳的打算。
一旦有了过去极端事件的数据，研究人员就能用几种方法来预测极端事件的再次发生频率。最简单的方法是用于耿贝尔产于展开分析。最近一次的政府间气候变化专门委员会对海平面下降的报告中就用于了这种方法，来计算出来在各种温室气体废气情况下，洪水再次发生的频率。
但这种方法过分非常简单，并不限于于极端事件，Wahl说道。例如，一个典型的耿贝尔分析或许可以预测登录地点的年最低水位。但这意味著，当一年再次发生多次大风暴时，只有最低的洪水被预测到。
Buchanan和她的同事最近使用了一种有所不同的方法，即广义帕累托产于，考虑到所有多达第99个百分位的每小时水位观测值。这意味著取得更好的数据点，因此能更加精确地刻画水位随时间变化的情况。该小组研究了最少30年以来的所有NOAA潮汐记录，然后将这些数据与海平面下降分析结合，来预测洪水在有所不同地点再次发生的频率，以及洪水不会有多大。
有一点毋庸置疑，“洪水将更为频密地再次发生。”Buchanan说道。但分析也表明，美国沿海有所不同地区的情况不会有相当大有所不同。
在像纽约市和南卡罗来纳州的查尔斯顿这样的东部城市，“烦人”洪水泛滥将更为时有发生。相比之下，像华盛顿州的西雅图和加利福尼亚州的圣地亚哥这样的西部城市，预计不会经历更加多来自极端事件的洪水泛滥。
西部有平缓的海岸斜坡，这些斜坡一般来说可以维护居民。但是，海平面的下降可以协助洪水超越这道曾多次的维护屏障。地区之间的差异是显著的。
例如，如果查尔斯顿海平面下降了半米，目前被指出是百年一遇的洪水再次发生的频率可能会减少16倍。在西雅图，该频率下降至335倍，使极端事件更加像4个月一时逢的事件。在芝加哥大学的海洋学家Sean Vitousek也仍然致力于理解洪水风险，他用于了一种称作广义极值产于的统计资料技术。在《科学报告》去年公开发表的一篇论文中，他和他的同事们将全球海浪、潮汐和风暴潮模型和海平面预测融合在一起，来计算出来未来几十年里沿海洪水回购的可能性。
他们找到，最耽误2050年，全球平均值海平面将下降10至20厘米，这将使热带极端海平面事件的频率增加一倍以上。灾情最轻的将是地势洼地的太平洋岛国，这里，少见洪水的变化原因中海平面下降占到相当大比例。像基里巴斯、马绍尔群岛和马尔代夫这样的地方不仅面对永久击沉的危险性，而且还面对着洪水泛滥的危险性，这些洪水不会毁坏供水，并使土地无法耕种。
Vitousek是最先一批在极端事件研究中将海浪的变化与潮汐和风暴潮融合一起的研究者。目前，他期望更进一步改良统计资料方法，以便更佳地预测此类事件有可能再次发生的频率。“我们在什么时候不会看见每年的洪水水位都多达50年一时逢的水位？”他明确提出，“我们必须告诉我们还有多少时间来解决问题。
”极端洪水的预测被温室气体排放量下降的速度的不确定性所阻碍。在去年历史上首次对极端海平面不会如何影响欧洲海岸的预测中，研究人员计算出来出有，到2100年，百年一遇洪水的高度不会减少57到81厘米。
但这是整个欧洲的平均水平。在北海地区，若温室气体排放量较小，极端海平面有可能下降将近一米。
而葡萄牙海岸和加的斯海湾的极端海平面概率也许减少，部分原因是由极端风导致的风暴潮和海浪弱化。意大利的欧洲牵头研究中心的海洋学家Michalis Vousdoukas率领团队展开了上述分析后，现在早已将注意力改向了计算出来经济影响。
去年十二月，Vousdoukas在新奥尔良举办的美国地球物理学牵头会议上报导：到2100年，河流洪水灾害导致的损失将从欧洲的国内生产总值的0.04%下降至0.1%。沿海洪灾导致的损失目前为0.01%，但将下降至0.29%到0.86%之间。
他说道：“沿海洪灾将沦为未来最相当严重的自然灾害之一。”Vousdoukas和其他这一新兴领域里的研究者都期望把他们的找到告诉沿海地区的决策者。
例如，在奥兰多，Wahl就参予了一个汇聚了工程师、海洋学家、经济学家、社会科学家和其他专家的新项目。在新的正式成立的国家海岸综合研究中心（总部设于中佛罗里达大学），他们期望为决策者获取适当信息，以确认在未来几十年里修筑堤坝、海堤等防御工事的高度。
告诉情况不会有多差劲，极端海平面可能会有多极端，将是这一工作的主要组成部分，Wahl说道，“我指出我们早已可以根据我们所告诉的情况来获取建议。”从现在开始就采取措施至关重要，因为适应环境有可能必须一段时间，Wahl说道。
以伦敦附近的泰晤士河防洪屏障为事例，它的确协助避免了洪水泛滥，但整个工程花费了几十年； 1953年的一场灾难性洪水后，人们就明确提出辟防洪屏障的设想，但它直到1982年才开始运作。人们无法等那么长时间才开始为极端海平面的后果做到打算，Wahl说道：“我们现在就必须行动。
”Nature|doi:10.。
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