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随着气候变化 降雨量的小幅增加可能导致广泛的道路停电

发布时间:2019-06-03 16:01:13 来源:

随着越来越多的雨水落在一个变暖的星球上,一种新的计算机模型显示,它可能不会倾盆大雨造成道路网络的广泛破坏。该模型将道路网络的数据与地形的丘陵和山谷相结合,以揭示“临界点”,即使是小的局部增加的雨也会导致广泛的道路停运。

这些调查结果是根据飓风哈维对休斯顿地区的影响进行测试的,今天发表在Nature Communications上。

“为了应对气候变化,我们必须知道洪水会导致交通路线中最大的干扰。网络科学通常指向最大的互动,或者最常旅行的路线。这不是我们在这里看到的,”Jianxi Gao说,伦斯勒理工学院计算机科学助理教授,该研究的主要作者。“一点点洪水引起的破坏可能导致突然的广泛失败。”

网络科学家高智晟与北京师范大学的环境科学家和波士顿大学的物理学家合作,调和传统的网络科学模型,这些模型可以预测特定的中断对道路网络的影响,以及预测地形如何影响洪水的环境科学模型。传统的网络科学可以预测连续的损坏程度,在这种情况下,敲掉较小的道路或交叉路口只会对网络造成轻微损坏。但由于水流过陆地,添加地形信息可以得出更准确的预测结果。

在佛罗里达州,从30毫米增加到35毫米的降雨量减少了50%的道路网络。在纽约,高发现大于45毫米的径流将该州的东北部与美国内陆隔离开来。

在中国湖南省,从25毫米增加到30毫米的降雨量减少了42%的省级公路网。在四川省,降雨量从95毫米增加到100毫米,超过了省级公路网的48.7%。总的来说,降雨量从160毫米增加到165毫米,使中国的公路网络减少了17.3%,并突然隔离了中国大陆的西部地区。

研究人员通过比较预测结果与飓风哈维引起的休斯顿和东南德克萨斯州观测到的道路停电来验证他们的模型。他们的模型预测有90.6%的报告封闭道路和94.1%的报告被洪水淹没的街道。

“我们破解了这些数据。飓风哈维在美国历史上造成了一些最广泛的道路停运,我们的模型预测了损坏,”高说。“添加3D信息会导致比我们预期的更不寻常的故障模式,但现在我们已经开发了数学方程来预测这些模式。”

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