일부 홍수는 너무 심각해서 한 세기에 한 번 이상 발생하는 경우가 거의 없지만, 21세기 말에는 해수면 상승으로 인해 매년 극심한 홍수가 발생하여 해안 지역 사회를 위협할 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 2040년까지 이산화탄소 배출량이 최고조에 달하는 온화한 시나리오에서도 대부분의 해안 지역 사회는 금세기 말까지 매년 100년에 걸쳐 홍수를 겪게 될 것입니다. 이르면 2050년이 되면 전 세계 지역에서는 평균 9~15년마다 100년 만에 홍수를 겪게 될 것입니다.
100년 홍수는 특정 연도에 초과될 확률이 1%인 극단적인 수위이며 역사적 데이터를 기반으로 합니다. 이름에도 불구하고 100년 만에 발생한 홍수는 같은 지역을 수년 연속으로 덮칠 수도 있고, 한 세기 동안 전혀 일어나지 않을 수도 있습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 이러한 역사적 추세는 더 이상 미래의 홍수에 대한 정확한 전망을 제공하지 못한다는 사실이 밝혀졌습니다.
이 프로젝트를 감독하는 앨라배마 대학의 토목공학자이자 교수인 하메드 모프타카리(Hamed Moftakhari)는 "온난화 기후에서는 더 이상 100년 사건으로 간주되지 않을 때까지 평균적으로 100년마다 한 번씩 임계값을 초과할 것으로 예상합니다"라고 말했습니다. 이 연구는 최근 지구와 그 주민의 과거, 현재, 미래에 대한 학제간 연구를 수행하는 AGU 저널 Earth's Future에 게재되었습니다.
2016년 5월, 포토맥강이 버지니아 주 알렉산드리아 올드타운의 거리를 범람시켰습니다. 해수면이 해안 기반 시설에 접근함에 따라 이러한 홍수는 더 자주 발생합니다. 이미지 출처: NOAA
해수면 상승: 다가오는 위협
해안 지역에서는 폭풍, 조수, 파도가 물을 내륙으로 밀면서 극심한 홍수가 발생할 수 있지만, 본 연구는 장기간에 걸쳐 홍수를 일으키는 한 가지 요인, 즉 해수면 상승에 초점을 맞췄습니다. 해안을 향해 해수면이 상승함에 따라 해안 기반 시설은 물에 더 가까워지고 폭풍, 조수 및 파도가 지역 사회에 영향을 미칠 가능성이 높아집니다.
연구진은 전 세계 300개 이상의 조위계에서 수집한 데이터를 사용하여 기후 변화에 관한 국제 패널이 제시한 두 가지 탄소 배출 시나리오(CO2 배출량이 세기말까지 계속 증가하는 경우, CO2 배출량이 2040년까지 정점에 도달한 후 감소하는 경우)에 따라 추세 분석을 수행하고 미래의 극한 해수면을 예측했습니다. 두 경우 모두, 그들은 해수면 상승으로 인해 그들이 연구한 대부분의 지역에서 100년 간의 홍수 사건이 증가할 것이라는 사실을 발견했습니다.
적극적인 토지 계획, 도시 개발 및 해안 보호 조치는 지역 사회가 홍수를 줄이고 재난을 피하는 데 도움이 될 수 있으며 이는 미래 해안 상황에 대한 현실적인 예측에서 시작된다고 Mofatahari는 말했습니다.
홍수 패턴 예측의 과제
극심한 홍수로부터 지역 사회를 보호하기 위해 방파제, 방파제 및 방파제와 같은 구조물을 설계하는 엔지니어는 정상성이라는 개념을 사용하여 미래 수위를 예측합니다.
"정상성 측면에서 우리는 과거에 관찰한 패턴이 미래에도 변하지 않을 것이라고 가정합니다. 그러나 기후 변화에 따라 이러한 패턴을 조절하는 많은 요인이 있습니다"라고 Mofakari는 말했습니다. "우리는 더 이상 해안 홍수가 안정적이라고 가정할 수 없습니다."
이전 연구에서는 100년 홍수를 예측하기 위해 극단적인 해수면에 대한 고정 추정치에 의존했지만, 이번 연구에서는 비정상적 방법을 사용했으며 극단적인 해수면 변화가 많은 조위계 위치에서 균일하지 않다는 것을 발견했습니다.
기후 변화로 인해 해수 온도가 상승하고 빙하가 녹아 해수면이 상승하여 해안 홍수의 빈도와 심각성이 증가합니다. 따라서 엔지니어들은 변화하는 미래가 과거의 해안 패턴을 반영할 것이라고 가정하기보다는 미래의 홍수 위험을 정확하게 예측해야 합니다.
Moftakhari는 "이 작업이 매우 어려운 이유는 대부분의 도구, 설계 가이드, 실습 매뉴얼 등이 정상성 가정을 기반으로 하기 때문입니다."라고 말했습니다. "변화의 속도를 따라잡을 수 있도록 업데이트가 필요합니다."
다양한 과제에 대한 현지 솔루션
또 다른 연구에 따르면 6억 명이 넘는 사람들이 저지대 해안 지역에 살고 있는 것으로 나타났습니다. 이 숫자는 더 늘어날 것으로 예상된다. 잘 설계된 해상 방어 구조물은 해안 지역사회가 재앙적인 홍수를 견딜 수 있는 능력을 갖추는 데 중요한 역할을 합니다.
평균 해수면이 상승하고 있지만 그 결과는 모든 곳에서 동일하지 않습니다. 두꺼운 만년설이 녹고 그 아래의 땅이 상승함에 따라 고위도 지역의 해수면이 낮아질 수 있습니다. 또한 멕시코만과 같은 지역의 해수면은 육지가 점차 가라앉고 있기 때문에 세계 평균보다 빠르게 상승하고 있습니다. Moftakhari는 해안 지역사회가 그들의 필요를 충족시키기 위해 지역 정보를 기반으로 한 고유한 솔루션이 필요하다고 말했습니다.
"우리는 평균 해수면이 상승하고 있다는 것을 알고 있으며 문제는 어떻게 대응할 것인가입니다." 모프타카리는 말했다. "우리는 이미 해안의 많은 부분이 영구적으로 침수되고 토지가 손실되는 것을 목격했으며 많은 해안 도시와 섬이 과거보다 더 자주 홍수를 경험하고 있습니다. 이제는 비정상성에 대처하는 방법을 배울 때입니다."
그러나 그는 재난은 단순한 위험이 아니라 인간 결정의 결과라는 점을 상기시키면서 낙관적인 태도를 유지하기로 결심했습니다. "잊지 마세요. 모든 것은 완화 조치 없이 경험할 것으로 예상되는 수위에 달려 있으며, 기술 발전은 지역사회 회복력을 높일 것입니다."