洪水风险:通过改进预报和预测加强沿海社区的复原力

海委会/教科文组织

洪水风险:通过改进预报和预测加强沿海社区的复原力

洪水风险:通过改进预报和预测加强沿海社区的复原力 667 533 海洋十年

全球超过40%的人口生活在距离海岸线100公里以内的地区--这一趋势正在上升--并且越来越多地暴露在气候风险之下,因此需要紧急和创新的适应方案来面对这些地区的社区和生态系统所面临的多种多样的挑战。通过AXA研究基金和联合国教科文组织政府间海洋学委员会作为海洋十年的一部分而发起的联合研究员征集活动,七个开创性的博士后研究项目已被认可为海洋十年的一部分,并将加强基于科学的干预措施,以保护沿海的生计和复原力。

Andrea Ficchì博士是AXA-IOC/UNESCO联合征集的七名入选研究员之一,他是一名水文学家、数据科学家和环境工程师,专攻洪水预测,在意大利米兰理工大学由Andrea Castelletti教授领导的环境智能实验室工作。他的研究项目于2022年11月启动,旨在改善复合型洪水预测和对未来预测的不确定性的理解。

"我的工作涉及预测评估、机器学习、基于预测的行动和人道主义应用等方面,"Andrea说。"目标是推进对洪水预报可预测性和洪水驱动因素的理解,并因此提高对自然灾害的复原力,特别是在撒哈拉以南非洲的社区。

全世界有6亿多人生活在平均海平面以上不到10米的地方;[1]同时,气候变化正在加速海平面的上升,使沿海的洪水更加严重,破坏性更大。河流和沿海的复合洪水危及沿海地区数百万人的生命,并可能冲走他们的栖息地,摧毁他们的生计,破坏基础设施。

安德烈的项目将特别关注莫桑比克。莫桑比克位于非洲南部,是世界上最容易发生自然灾害的国家之一,由热带气旋引起的复合型洪水风险很高。

"目前,全球沿海洪水和风暴潮造成的经济损失每年在100亿美元至400亿美元之间。在缺乏坚实的适应措施的情况下,先前的研究一致认为,尽管存在广泛的不确定性,但这些损失预计将大幅增加;[2]仅考虑主要沿海城市,预计到2050年,损失将上升到每年超过1万亿美元,"[3]他提醒说。

在莫桑比克,政府最近得出结论,该国平均每两年就会受到一次热带气旋或洪水事件的影响。[4]2019年,伊代和肯尼斯气旋造成700多人死亡,约42万人流离失所,200多万人受到影响。世界气象组织领导的一项案例研究确定,如果有更好的洪水预报和改进的警告,生命损失和损害本可以减少。[5]

面对不可避免的海平面上升和偶发的洪水事件,世界各地的地方和国家沿海当局历来采取两种可能的行动。

软路径 "措施,如早期预警和早期行动系统、实时应急管理、保险和灾害金融风险对冲机制,是提高沿海社区对气候变化的复原力的短期解决方案的例子。

另一方面,长期解决方案通常依赖于 "硬路径 "措施。这些措施包括海岸保护结构--屏障、海堤和护岸--房屋和基础设施的加固,以及实施基于自然的解决方案,如土地使用规划以减少不透水的表面和恢复海岸生态系统。然而,随着海平面的不断上升,维护和改善这些防御设施的成本也将增加,失败的成本也将增加。

"硬性基础设施和基于自然的解决方案虽然有效,但却面临着实际的挑战,"Andrea说。"它们需要巨大的、有风险的投资,同时在气候风险、政府财政能力、基础设施投资决策和地方土地使用法规方面存在巨大的不确定性。"

这种挑战可以通过随着时间的推移调节投资,并将硬路径措施与作为对冲机制的软路径解决方案相结合,使用决策分析方法和气候数据,以确定稳健和最佳的路径。

在他为期两年的AXA研究基金研究期间,Andrea将采用机器学习来更好地预测复合洪水风险并确定高风险地区。他的工作将以气候服务为基础;换句话说,生成的气候信息和产品为气候风险管理相关的决策过程提供信息和帮助。[6]

"气候服务是复杂的气候-环境-社会系统的一部分,其中气候是需要考虑的众多因素之一。不过,它们仍然是任何适应战略的基础,"他说。"在我的案例中,我将利用洪水风险的预测和预报来帮助沿海社区在短期和长期内提高他们的复原力"。

抗灾能力是关键。安德烈的研究将有助于应对海洋十年挑战6,该挑战旨在加强对所有地球物理、生态、生物、天气、气候和人类活动相关的海洋和沿海灾害的多重灾害预警服务,并将社区准备和复原力纳入主流。[7]

然而,许多问题阻碍了当前气候服务在政策和决策中的应用。这些问题包括:预报和预测的不确定性、预报的技术水平有限、对现有模型和数据的准确性缺乏了解、体制障碍以及地方技术/能力限制。

借助于一个多来源的洪水范围和影响数据库,Andrea将评估目前最先进的预测的技能水平,并指导机器学习算法来加强它们。他将展示现有气候服务和改进后的预测的潜在价值,重点是它们支持人道主义应急管理和基于天气的保险的能力。

"该研究还将考虑当地利益相关者和气候服务用户的需求和偏好,以改善复合型洪水预测,"Andrea详细介绍道。"通过量身定制的预测,沿海社区将能够减轻和更好地管理自然灾害风险,并反过来变得更有弹性。"

Listen to Andrea’s full interview here:

关于安德烈的项目的更多细节,请访问他在海洋十年网站上的行动页面和他在安盛研究基金网站上的项目页面

关于所有获奖项目的更多细节,请访问 AXA博士后研究员页面.

***

关于IOC/UNESCO。

教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)促进海洋科学方面的国际合作,以改善对海洋、海岸和海洋资源的管理。海委会通过协调能力建设、海洋观测和服务、海洋科学和海啸预警方面的计划,使其150个成员国能够共同合作。海委会的工作有助于履行教科文组织的使命,即促进科学进步及其应用,以发展知识和能力,这是经济和社会进步的关键,是和平和可持续发展的基础。

关于 "海洋十年"。

联合国大会于2017年宣布,联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021-2030)("海洋十年")旨在刺激海洋科学和知识的产生,以扭转海洋系统状态的下降,并促进这一庞大的海洋生态系统的可持续发展的新机遇。海洋十年的愿景是 "我们需要的科学,我们希望的海洋"。海洋十年为来自不同部门的科学家和利益相关者提供了一个召集框架,以发展所需的科学知识和伙伴关系,加速和利用海洋科学的进步,实现对海洋系统的更好理解,并为实现2030年议程提供基于科学的解决方案。联合国大会授权教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)协调 "十年 "的筹备和实施工作。

关于安盛研究基金。

安盛研究基金 于2008年启动,以解决我们星球面临的最重要问题。其使命是支持与风险有关的关键领域的科学研究,并帮助公共和私营部门做出科学决策。自启动以来,安盛研究基金已承诺提供总计2.5亿欧元的科学资金,并支持了健康、气候和环境以及社会经济等领域的近700个研究项目。

[1]UNESCO-IOC.2022.教科文组织海洋计划。巴黎,教科文组织。

[2]Hinkel等人,2014。21世纪海平面上升下的海岸洪水损害和适应成本。美国国家科学院院刊》,111(9),3292-3297。https://doi.org/10.1073/pnas.1222469111

[3]Hallegatte, S., Green, C., Nicholls, R. et al. 2013。主要沿海城市的未来洪水损失。自然气候变化》3, 802-806。https://doi.org/10.1038/nclimate1979

[4]莫桑比克政府。2021.更新对《联合国气候变化框架公约》的第一份国家决定性贡献

[5]世界气象组织。2020.2020年气候服务的状况:风险信息和预警系统。日内瓦,世界气象组织。

[6] https://www.wfp.org/climate-services

[7] https://oceandecade.org/challenges/

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