2018年1月9日凌晨3时30分,半英寸的降雨倾泻在加州南部沿海圣伊内斯山脉烧焦的山坡上。的托马斯大火的火焰此前一个月,该州发生了史上最大的野火,导致土壤和植被被烧焦,无法吸收洪水的冲击。不稳定的地面在毁灭性的滑坡中崩塌了。巨石撞击了加州蒙特西托镇的房屋,一条高速公路被埋在几英尺厚的泥下。这场灾难造成23人死亡,估计造成约2亿美元的损失。

气候科学家萨曼莎·史蒂文森最近才搬到加州,开始在加州大学圣巴巴拉分校的新工作。她说:“作为一个刚到加州的人,看到这一幕非常令人震惊。”“这句话一直刻在我的脑海里。”

两年后,当史蒂文森和加州大学圣巴巴拉分校的博士后研究员丹妮尔·图玛(Danielle Touma)在寻找研究思路时,对山体滑坡的记忆促使他们研究,随着气候变化,极端降雨是否更有可能在大型野火之后发生。他们的研究成果发表于周五科学的进步,发现到本世纪末西部大部分地区的野火之后会有几次极端降雨事件在五年内。这将带来滑坡和山洪暴发的主要风险。

而且,这些风险并不局限于未来几十年:研究表明,在整个西方,这种复合事件发生的几率已经上升。史蒂文森说:“我们开始亲眼看到这类事情的发生。”

气候科学家将历史数据与计算机模型结合起来,寻找极端天气事件的严重程度和频率已经发生变化的趋势,以及它们在未来将如何继续变化。这些努力已经明确表明,美国西部的野火可能会变得更加猛烈,烧毁更大的地区,暴雨可能会变得更加频繁和强烈。

但史蒂文森说,这类事件“不会孤立发生”。当它们结合在一起时——就像2018年的暴雨和托马斯大火一样——它们对社区造成的破坏会比单独的一个事件严重得多。

不过,就其性质而言,这种极端的联合事件相对罕见。这意味着通常没有足够的历史数据来了解这些事件如何随着全球气温上升而变化的任何趋势。“作为气候科学家,社区中的许多人会问我们,‘这些情况会变得更糟吗?’”Touma说。在她和史蒂文森的新研究之前,“我们无法就这些复合事件给他们一个完整的答案。”

为了研究这个问题,图玛、史蒂文森和他们的合著者求助于新获得的数据,这些数据来自多次运行的气候模型,它们一起为科学家们提供了足够多的情景,以找出这种极端天气的趋势。史蒂文森说:“我们现在拥有的数据比以往任何时候都多。”“因此,我们可以开始对这类罕见事件进行定量研究。”

研究人员发现,到2100年,加州、科罗拉多和太平洋西北地区90%以上的野火之后,将在五年内至少出现三次极端降雨事件。在加州,一年内伴随降雨而来的火灾数量将在本世纪末翻倍,而此时滑坡的风险更高。图马说,在太平洋西北地区,由于预计极端降雨事件的大量增加,预计这一数字将增加700%。史蒂文森说:“我们期待看到一个信号”,但强度的纯粹增加“太明显了”。她补充说,总体结果“并不令人惊讶”。“但这相当发人深省。”

这些担忧在本世纪结束之前就会变得重要起来。Touma说,即使到2050年,大火之后出现暴雨的可能性也会显著增加。这一发现为研究如果减少温室气体排放并将变暖控制在较低水平,风险将如何变化提供了深刻见解。(该团队使用的模型假设了最坏的排放情况,即到2100年全球变暖水平相对较高。)

哥伦比亚大学气候科学家Kai Kornhuber没有参与这篇新论文,他说:“总的来说,这些类型的研究很重要,只是为了提高人们对这些我们日益看到的新出现的复杂气候风险的关注。”“我相信我们会看到更多这样的研究。”

史蒂文森和图马说,他们希望他们的研究将有助于为应急管理准备和社区适应提供信息。回应马歇尔大火摧毁了1000多所房屋在科罗拉多州博尔德县,去年12月,官员们为当地居民提供了清理垃圾的资源,为春季降雨做准备,科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的博士后图玛说。马歇尔大火点燃后的第二天,一场大暴风雪降临,帮助扑灭了火焰。但在一个更温暖的未来,这些雪可能会变成雨,可能会加剧破坏。史蒂文森说,“我们不会阻止”这样的事件,所以“我们需要做好准备。”