สาเหตุของฝนตกหนักรุนแรงทั่วโลก

ฝนที่ตกหนักทำให้ถนนกลายเป็นแม่น้ำในลิเบีย กรีซ สเปน ฮ่องกง และบางส่วนของนครนิวยอร์กในเดือนกันยายน พ.ศ. 2566 มีผู้เสียชีวิตหลายพันคนในเมืองเดอร์นา ประเทศลิเบีย ส่วนเมืองซาโกรา ประเทศกรีซ มีปริมาณน้ำฝนสูงสุดเป็นประวัติการณ์ถึง 76.2 เซนติเมตร หรือเทียบเท่ากับปริมาณน้ำฝนที่ตกในรอบ 1.5 ปี ภายใน 24 ชั่วโมง ไม่กี่สัปดาห์ก่อนหน้านั้น ฝนมรสุมทำให้เกิดดินถล่มและน้ำท่วมรุนแรงในเทือกเขาหิมาลัย คร่าชีวิตผู้คนไปหลายสิบคนในอินเดีย ตามรายงานของเดอะ คอนเวอร์เซชัน

หลังจากเกิดอุทกภัยรุนแรงในเกือบทุกทวีปในปีนี้ ซึ่งรวมถึงดินโคลนถล่มและน้ำท่วมในแคลิฟอร์เนียเมื่อต้นปี 2566 และอุทกภัยร้ายแรงในรัฐเวอร์มอนต์เมื่อเดือนกรกฎาคม ดูเหมือนว่าปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ภาวะโลกร้อนมีส่วนทำให้เกิดแนวโน้มนี้หรือไม่ และที่สำคัญ เราจะทำอย่างไรเพื่อปรับตัวให้เข้ากับความเป็นจริงใหม่นี้

ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศ โมฮัมเหม็ด ออมบาดี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ประจำมหาวิทยาลัยมิชิแกน กำลัง ศึกษา ความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้ว รวมถึงผลกระทบที่มีต่อชีวิตประจำวัน การทำความเข้าใจความเชื่อมโยงนี้เป็นสิ่งสำคัญต่อการพัฒนามาตรการปรับตัวที่เหมาะสมต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

อากาศชื้นขึ้น ฝนตกหนักขึ้น

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ชั้นบรรยากาศที่อุ่นขึ้นสามารถกักเก็บไอน้ำได้มากขึ้น น้ำจะระเหยจากพื้นดินและมหาสมุทรมากขึ้น ในที่สุดน้ำเหล่านั้นก็จะกลับคืนสู่พื้นดินและมหาสมุทร เมื่อชั้นบรรยากาศดูดซับความชื้นมากขึ้น ฝนที่ตกหนักในช่วงพายุก็จะมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าทุกๆ 1 องศาเซลเซียสของอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น ความรุนแรงของพายุรุนแรงจะเพิ่มขึ้น 7%

ปรากฏการณ์ที่ปริมาณความชื้นในอากาศเพิ่มขึ้น เรียกว่า ความสัมพันธ์แบบเคลาเซียส-แคลเปรอง (Clausius-Clapeyron) แต่ปัจจัยอื่นๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบลม ทิศทางพายุ และความอิ่มตัวของอากาศ ก็ส่งผลต่อความเข้มข้นของฝนเช่นกัน

ฝนและหิมะ: ฝนมีบทบาทสำคัญที่สุด

ปัจจัยหนึ่งที่กำหนดความรุนแรงของน้ำท่วมคือปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในรูปของฝนหรือหิมะ น้ำฝนจะไหลออกเกือบจะทันที ในขณะที่น้ำที่ไหลออกจากหิมะที่ละลายจะละลายช้าลง ทำให้เกิดน้ำท่วมรุนแรง ดินถล่ม และอันตรายอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ภูเขาและพื้นที่ท้ายน้ำ ซึ่งมีประชากรประมาณหนึ่งในสี่ของโลกอาศัยอยู่

เชื่อกันว่าอัตราส่วนของฝนตกหนักต่อปริมาณหิมะที่สูงขึ้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดน้ำท่วมและดินถล่มในเทือกเขาหิมาลัยในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2566 แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานเพื่อยืนยันข้อเท็จจริงดังกล่าวอยู่ก็ตาม นอกจากนี้ จากการตรวจสอบแบบจำลองน้ำท่วมในปี พ.ศ. 2562 ครอบคลุมลุ่มน้ำ 410 แห่งบนชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐอเมริกา พบว่าปริมาณน้ำฝนสูงสุดจากฝนสูงกว่าปริมาณน้ำฝนที่ละลายถึง 2.5 เท่า

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในปี 2023 ออมบาดีและคณะได้แสดงให้เห็นว่าความรุนแรงของฝนตกหนักเพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้จากความสัมพันธ์ระหว่างเคลาเซียสและแคลเปรอง โดยเพิ่มขึ้นถึง 15% สำหรับทุก ๆ องศาเซลเซียสของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในภูมิภาคที่ราบสูง เช่น เทือกเขาหิมาลัย เทือกเขาแอลป์ และเทือกเขาร็อกกี สาเหตุของการขยายตัวนี้ก็คืออุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้ความชื้นเคลื่อนตัวไปยังพื้นที่ที่มีฝนตกมากกว่าและมีหิมะตกน้อยกว่าในภูมิภาคเหล่านั้น ซึ่งความชื้นส่วนใหญ่ตกเป็นฝน

ในการศึกษานี้ ทีมของ Ombadi ได้ศึกษาเหตุการณ์ฝนตกหนักที่สุดในซีกโลกเหนือนับตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1950 และพบว่าความรุนแรงของฝนตกหนักเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น พื้นที่ภูเขาทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา บางส่วนของเทือกเขาแอปพาเลเชียน เทือกเขาแอลป์ในยุโรป เทือกเขาหิมาลัยและเทือกเขาฮินดูกูชในเอเชีย ก็ได้รับผลกระทบอย่างหนักเช่นกัน นอกจากนี้ แบบจำลองสภาพภูมิอากาศยังแสดงให้เห็นว่าภูมิภาคเหล่านี้ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะเผชิญกับฝนตกหนักเพิ่มขึ้นเจ็ดถึงแปดเท่าภายในสิ้นศตวรรษที่ 21

น้ำท่วมไม่ใช่ปัญหาแค่ระยะสั้น

การสูญเสียชีวิตและทรัพย์สินในเมืองใหญ่มักได้รับความสนใจมากที่สุดหลังเกิดน้ำท่วม แต่ภาวะน้ำท่วมที่เพิ่มขึ้นยังส่งผลกระทบระยะยาวต่อแหล่งน้ำในอ่างเก็บน้ำ ซึ่งมีความสำคัญต่อชุมชนและ ภาคเกษตรกรรม ในหลายภูมิภาค ยกตัวอย่างเช่น ในภาคตะวันตกของสหรัฐอเมริกา อ่างเก็บน้ำมักถูกควบคุมให้อยู่ในระดับสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในช่วงที่หิมะละลายในฤดูใบไม้ผลิ เพื่อกักเก็บน้ำไว้ใช้ในฤดูแล้งของฤดูร้อน ภูเขาทำหน้าที่เป็นแหล่งน้ำธรรมชาติ กักเก็บหิมะที่ตกในฤดูหนาวและค่อยๆ ปล่อยหิมะที่ละลายออกมา

อย่างไรก็ตาม ผลการวิจัยล่าสุดของ Ombadi และคณะ ชี้ให้เห็นว่าโลกกำลังก้าวเข้าสู่สภาพภูมิอากาศที่เต็มไปด้วยฝนตกหนัก ไม่ใช่หิมะ ผู้จัดการน้ำจะต้องจัดสรรพื้นที่ในอ่างเก็บน้ำให้มากขึ้นเพื่อกักเก็บน้ำปริมาณมากไว้ใช้ในกรณีเกิดภัยพิบัติ เพื่อลดความเสี่ยงที่จะเกิดน้ำท่วมในพื้นที่ท้ายน้ำ

เตรียมพร้อมรับมืออนาคตที่โหดร้ายยิ่งขึ้น

ความพยายามทั่วโลกในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกกำลังเร่งตัวขึ้น แต่ประชาชนยังคงต้องเตรียมพร้อมรับมือกับสภาพภูมิอากาศที่รุนแรงขึ้น พายุที่พัดถล่มทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในปี พ.ศ. 2566 เป็นหลักฐานสำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการปรับตัว พายุเหล่านี้ทำลายสถิติปริมาณน้ำฝนในหลายประเทศและสร้างความเสียหายอย่างกว้างขวาง

ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้เกิดภัยพิบัติในลิเบียคือความล้มเหลวของเขื่อนเก่า สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการปรับปรุงมาตรฐานการออกแบบ เพื่อให้โครงสร้างพื้นฐานและอาคารสามารถทนต่อฝนตกหนักและน้ำท่วมในอนาคต รวมถึงการลงทุนในโซลูชันทางวิศวกรรมใหม่ๆ ที่สามารถเพิ่มความยืดหยุ่นและปกป้องชุมชนจากสภาพอากาศที่รุนแรง

อันคัง (ตาม บทสนทนา )