香港理工大學(理大)研究團隊發現,因近岸海表溫度上升,在北半球沿岸地區,熱帶氣旋引發的降雨範圍正以平均每十年約3.8公里的速度向內陸擴展,增加內陸地區受災的風險。
面對氣候暖化的挑戰,目前有不少研究廣泛探討熱帶氣旋降雨強度、累積雨量及發生頻率等。然而,熱帶氣旋降雨影響的範圍是否正向內陸擴展,以及近岸海表溫度上升在當中所扮演的角色,至今仍缺乏全面的全球尺度量化分析。
因應上述情況,理大土木及環境工程學系嚴、麥、郭、鍾智能結構教授、智能結構與軌道交通講座教授倪一清教授,聯同鄧鍔博士及研究團隊,透過分析1980年至2023年間的全球熱帶氣旋及降雨數據,並結合數值模擬與氣候模式分析,評估熱帶氣旋降雨向內陸延伸的趨勢。
倪教授表示:「研究發現,在北半球沿岸地區,三小時內降雨量達30毫米的強烈熱帶氣旋正以每十年約3.8±1.8公里的速度向內陸延伸,影響範圍可達距離海岸線逾100公里的內陸地區。這些區域過往較少受災,往往缺乏完善的防洪設施和緊急應對準備,必須及早廣泛地加強災害防備和基礎設施規劃以應對災害。」
研究團隊發現,熱帶氣旋強降雨向內陸延伸與近岸海表溫度上升有密切關係。天氣研究與預報的模擬系統實驗顯示,近岸海水變暖,使低層空氣變得更潮濕,同時也令陸地與海洋之間的氣流差異更明顯。這改變熱帶氣旋登陸後沿海至內陸地區的氣流條件,使暴雨較容易在更遠的內陸地區維持及發展。
研究亦顯示,當在數據分析中扣除近岸海表溫度上升的影響後,熱帶氣旋強降雨向內陸延伸的趨勢幾乎完全消失,反映海洋暖化在當中的關鍵作用。根據世界氣候研究計劃協調的全球氣候模式計劃,基於第六次耦合模式比較計劃全球氣候模擬分析,近岸海表溫度的增暖趨勢主要與人為溫室氣體排放有關。
熱帶氣旋暴雨向內陸延伸的現象,在北大西洋西部、孟加拉灣及西北太平洋尤為明顯。研究亦發現,美國東南部、墨西哥東南部、印度東部及東南部、孟加拉、中國東部及東南部,以及中南半島等地區的訊號較強,反映這些區域的內陸地區及基礎設施需更密切留意與熱帶氣旋相關洪水風險的變化。
鄧博士表示:「研究將熱帶氣旋降雨向內陸延伸的趨勢,與近岸海表溫度升高建立了明確的聯繫,有助在氣候暖化的情況下,為預測熱帶氣旋降雨模式的變化奠定物理基礎。下一步,團隊將進一步研究人為熱排放及氣溶膠等因素,如何與海洋暖化共同影響不同地區的熱帶氣旋降雨及洪水風險。」
是次研究結果對氣候適應、城市規劃及災害管理具直接參考價值。隨著熱帶氣旋引致的洪水風險向內陸擴展,有關方面應重新檢視洪水風險區劃、排水及防洪設計標準、土地利用規劃,以及預警和緊急應變安排。團隊提醒,未來防災規劃應同時考慮氣候暖化與城市擴張帶來的疊加效果,從而提升城市及社區應對極端天氣的韌性。
這項研究已發表於國際權威期刊《自然通訊》(Nature Communications),並獲研究資助局2023/24年度「主題研究計劃」資助,旨在促進城市的永續發展。