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圖片來源@視覺中國do7曹操讀書網

文丨學術頭條，作者丨庫珀，編審丨寇建超do7曹操讀書網

今年夏季汛期，我國河南地區遭受的極端暴雨和洪澇災害給當地造成了嚴重損失。do7曹操讀書網

截至 8 月 2 日 12 時，河南全省共有 150 個縣（市、區）、1663 個鄉鎮、1453.16 萬人受災，倒塌房屋 30106 戶、89001 間；農作物成災面積 872萬 畝，絕收面積 380 萬畝，直接經濟損失高達 1142.69 億元。更令人心痛的是，此次特大洪澇災害共造成?302 人死亡，50 人失蹤。do7曹操讀書網

我們在為遇難者惋惜默哀的同時，或許也應該注意到：此次特大洪澇災害也許并不是一個局部災害現象。do7曹操讀書網

今天，Nature?雜志以封面文章的形式在線刊登了一項關于全球洪水災害分析的最新研究。結果顯示，全球范圍內面臨洪水風險的人口比例正在逐年增加。do7曹操讀書網
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（來源：Nature）do7曹操讀書網

一般來說，河流和海岸系統的洪水是與氣候相關的最常見和最具破壞性的災害，每年造成數十億美元的損失，這些影響會往往不成比例地落在窮困和弱勢群體身上，因為洪水對他們的生產生活造成的沖擊最大，他們從災害中恢復的能力也有限。do7曹操讀書網

在過去幾年中，由于氣候變化導致洪水頻率和嚴重程度在增加，以及由于易受災害地區的人口和經濟活動迅速增加，全球洪水風險同步飆升。do7曹操讀書網
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（來源：Nature）do7曹操讀書網

研究人員通過對 12719 張分辨率為 250 米的衛星遙感圖像進行分析，估計了 2000-2018 年期間 913 次大洪水事件的洪水范圍和受災人口暴露，計算出總淹沒面積為 223 萬平方公里，約有 2.55-2.9 億人直接受洪水影響。do7曹操讀書網

而且，從 2000-2015 年，衛星觀測到的洪水泛濫地區的總人口從 5800 萬增至 8600 萬，這意味著全球遭受洪水災害的人口比例增加了 20%-24%，比之前的估計高出 10 倍。do7曹操讀書網

此外，基于氣候變化預測，直到 2030 年受洪水影響的人口比例仍將進一步擴大。do7曹操讀書網

研究人員基于觀測結果生成的全球洪水數據庫，將有助于改進區域洪災脆弱性評估，提升全球和地方洪水模型的準確性、優化干預措施的效力，以及增強我們對土地覆蓋變化、氣候和洪水之間相互作用的理解。do7曹操讀書網

但洪水受災人口的增加，除了自然災害之外，還有其他因素。do7曹操讀書網

衛星觀測下的洪水災害

由于快速城市化、防洪基礎設施和洪泛區定居點的增加，洪水發生的地點和方式以及受影響的人群均在發生變化。do7曹操讀書網

綜合來看，氣候、土地利用、基礎設施和人口結構的變化都與洪澇災害密切相關，導致破壞性洪水的嚴重性、持續時間和頻率在增加，2000-2019 年，全球洪災損失約為 6510 億美元。do7曹操讀書網

全球洪水模型的研究有助于揭示一些趨勢，包括控制災害規模、減少生命財產損失等，但洪水暴露和脆弱性評估經常受到災害模型不確定性的限制，很多情況下是由于快速的人為變化、校準數據不足和地形數據質量差等原因造成的。例如人類改變了土地和河流利用方式，改變了洪水活動，而建模假設的差異則會導致不同模型的人口和區域洪水暴露估計之間形成偏差。do7曹操讀書網

與此前的研究相比，基于衛星的遙感圖像數據可以直接觀測洪水災害，也能隱含地解釋氣候、土地利用和基礎設施的變化，這也是本項研究的亮點之一。do7曹操讀書網
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研究人員分析了 2000-2018 年的 12719 張 MODIS（中分辨率成像光譜儀）圖像，繪制了 913 張洪水圖。初步研究發現，全球洪水數據庫中的大多數事件發生在亞洲（中國有 52 個），其次是美洲、非洲、歐洲和大洋洲，大多數洪水事件是由暴雨引起的，其次是熱帶風暴或風暴潮、冰雪融化或是潰壩等，全球最大的累計淹沒面積發生在 2003 年和 2007 年，而 2007 年和 2010 年人口在洪水危害中暴露率最高。do7曹操讀書網
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圖 | 2000-2018 年觀測部分淹沒區每像素（250 米分辨率）的人口動態（來源：Nature）do7曹操讀書網

2000-2015 年，全球總人口增長了 18.6%，而在被觀察的洪水災害地區，這一數字為 34.1%，暴露于大洪水事件的人口比例變化表明 119 個國家的全球平均增長率為 20%-24%。洪水風險增加集中在中低收入國家，在城市化程度較低的國家，洪水暴露趨勢可能被低估，因為城市洪水在全球洪水數據庫中的代表性不足。do7曹操讀書網

在所有洪水類型中，受洪水影響的人口比例都有所增加，但在因潰壩引起洪水的地區，這一比例最高增加至 177%，防洪基礎設施（如大壩）附近的人口增加可能是一大隱患。do7曹操讀書網

研究人員觀察到，在 70 個國家中被淹沒地區的人口比例增加了 2% 以上，有 40 個國家增加了 20% 以上。自然保護區內人口增長率較高的地方，包括印度古瓦哈蒂和孟加拉國達卡，南亞和東南亞的河脈流域（如印度河、恒河-雅魯藏布江和湄公河）附近受洪水影響的絕對人數最多（分別為 1700-1990 萬、10780-13490 萬和 2020-3280 萬），受洪水影響的人口比例增加（分別為 36%、26% 和 11%）。在 21 個國家中，受洪水影響的人口比例變化不大（增長 3% 或 2%），尤其是東歐和俄羅斯人口下降的地區。do7曹操讀書網

在 28 個國家中，受洪水影響的人口比例下降了 3% 以上。例如，在美國，卡特里娜颶風后新奧爾良地區受洪水影響的人口減少；在中國長江流域，受洪水影響的人口比例則下降了 7%。do7曹操讀書網

未來洪水災害預計如何？

利用世界資源研究所洪水風險分析儀，研究人員計算了 MODIS 觀測充足的 119 個國家在不久的將來（2010-2030 年）將面臨洪水威脅的人口。據估計，到 2030 年，洪水區或將有 7.58 億人遭受洪水影響。do7曹操讀書網

全球受洪水影響的人口比例將增加，但各國之間會有所不同。在 57 個國家中，預計將有更多人口暴露在洪水威脅中，特別亞洲和非洲。但由于氣候和未來人口模型的不確定性，難以預測移民模式和特定國家城市發展的變化，這意味著，在城市化迅速增加的地方，未來洪水風險的增加可能被低估了。do7曹操讀書網

另外，分布在四大洲的九個地區和 32 個國家的洪水暴露也呈“不斷增加”趨勢，其中五個國家（四個非洲國家加上印度）遭受洪災的人口比例會持續增長（增幅超過 20%）。五個地區和 25 個國家將有新的洪水暴露，集中在歐洲和北美，阿曼和蘇丹的洪水暴露比例增幅預計最高（超過 50%）。有 3 個地區和 29 個國家的洪水風險“下降”，但模型仍然估計，到 2030 年，這些國家將有 220 萬人面臨百年一遇洪水的風險。do7曹操讀書網
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圖｜暴露于洪水威脅的主要國家的人口比較（來源：Nature）do7曹操讀書網

研究人員表示，衛星觀測有充足的證據表明洪水暴露的增加（2000-2015 年為 20%-24%）遠高于先前的估計（1970-2010 年為 2.6%），可能是因為這項研究觀測捕捉到了由潰壩、雨洪事件和融雪引起的洪水，而這些事件因素之前都不包括在全球洪水模型中。do7曹操讀書網

但是，論文也提到了此次研究的四個局限性：do7曹操讀書網

（1）事件記錄不完整，不包括較小但有影響力的洪水事件；do7曹操讀書網
（2）MODIS 繪制城市洪水地圖的能力有限；do7曹操讀書網
（3）人口空間分布的不確定性；do7曹操讀書網
（4）預測極端氣候的不確定性。do7曹操讀書網

基于緊急事件數據庫估計，從 2000-2018 年，有 11 億多人遭受洪水災害，比論文估計的還要多 1.59-2.08 億人，由于衛星和人口增長模型的不確定性，本項研究可能低估了快速城市化國家的洪水暴露趨勢。do7曹操讀書網

研究人員接下來的工作，將在更長的時間段或更高衛星圖像分辨率上納入更多的事件，從而改善受洪水影響的人口估計。do7曹操讀書網

此外，還會模擬衛星時間覆蓋不足的事件范圍（比如山洪暴發），以及改進對過去、現在和未來全球人口的空間估計等。do7曹操讀書網

目前，研究人員開發的全球洪水數據庫提供了 250 米分辨率的全球空間洪水事件數據目錄，可供公眾下載，據悉，該數據庫是迄今為止最大、最準確的觀測洪水數據集，為全球洪水的研究提供了全新視角。do7曹操讀書網

邁出了“關鍵”一步

研究人員希望，這項研究給出的洪水風險上升證據，能夠幫助各國制定至關重要的洪水應對決策，比如將人群遷移安置到其他安全地方。do7曹操讀書網

來自世界銀行全球減災與災后恢復基金的專家 Brenden Jongman 表示，這一分析成果提高了目前行業對重大洪水空間范圍的理解。do7曹操讀書網

最重要的是，能夠觀察易受洪水影響地區的人口和社會經濟活動的變化。但衛星數據的空間分辨率和全球人口模型的使用不允許對城市地區的洪水影響進行更詳細分析，鑒于世界正在迅速城市化，城市災害風險日益受到關注，未來的研究應開發出評估城市全球洪水風險的改進方法。do7曹操讀書網

隨著全球人口的增長和城市的擴張，曾經提供防洪保護的自然生態系統也將受到破壞。紅樹林、珊瑚礁、沙丘系統和城市公園等可以抑制洪水波，減少洪峰流量，顯著減少洪水和其他與氣候相關的危害。do7曹操讀書網

Jongman 認為，投資于恢復或建設生態系統的解決方案也是一種成本效益高的方式，可以減少洪災破壞，同時改善生物多樣性并提供其他好處。do7曹操讀書網

理解氣候變化、社會經濟發展和洪水之間的聯系是一項重大科學挑戰，開發一套強大的決策支持模型至關重要，該模型將使決策者能夠計算和傳達應對未來挑戰的最佳措施組合，本項研究成果已朝著這一方向邁出了關鍵一步。do7曹操讀書網

參考資料：do7曹操讀書網

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03695-wdo7曹操讀書網

https://www.nature.com/articles/d41586-021-01974-0do7曹操讀書網

https://global-flood-database.cloudtostreet.ai./do7曹操讀書網

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