洪水是水循环中的一种自然现象。在易发洪水的地区,充沛的降水或融雪会导致径流增加,最终汇入河流。但人类活动也会对洪水产生影响:由于气候变化,极端天气(例如暴雨)的发生频率越来越高。尤其是在人口稠密的欧洲中部地区,由此引发的极端洪水可能造成毁灭性破坏。
2021年7月13日至14日,名为“伯恩德”(Bernd)的强风暴系统滞留在西欧上空,导致比利时、德国、卢森堡、瑞士、法国和荷兰等地遭遇创纪录的降雨。德国部分地区在不到48小时内降雨量相当于正常情况下两个月的降雨量,导致河水暴涨,引发山洪,造成数百人受伤、失踪或死亡。据科隆一家精算咨询公司估计,此次洪灾造成的损失高达10亿欧元,预计每三到五年就会再次发生。
7 月 14 日的业余人士拍摄的视频显示,阿尔特纳尔的水位迅速上涨,紧急救援服务不堪重负,居民们争相逃离洪水。
我使用JMP可视化工具,想查看 2021 年 7 月德国的降雨分布和影响。我在mtwetter.de 网站上找到了德国所有州 7 月份的降雨量数据。我在 JMP 的图形生成器中浏览了这些数据,然后根据德国各州定制了一个裁剪形状的等值线图。图中清晰地显示了降雨量最大的区域。特别是,北莱茵-威斯特法伦州和莱茵兰-普法尔茨州的部分地区在 7 月 14 日 24 小时内的降雨量超过了 150 毫米(图中蓝色部分)。

接下来的两张图表显示了2021年7月德国各州每日累计降雨量。受影响最严重的两个州分别是北莱茵-威斯特法伦州(NW,红色)和莱茵兰-普法尔茨州(RP,浅红色)。这两个州从7月13日开始出现强降雨,并在7月14日达到峰值,如下方柱状图所示。

由于气泡图可以使用自定义形状,我选择了雨伞形状,其大小和颜色分别代表降雨量(单位为毫米)。我的同事 Dan Schikore ( @danschikore ) 编写了一个非常实用的插件—— 气泡形状编辑器 (Bubble Shapers Editor ),它可以直接导入 SVG 文件,并从界面打开这些文件。我使用了来自freesvg.org网站的这个雨伞 SVG 文件。

专家表示,造成这场灾难的原因有很多,其中包括春季多雨,导致7月份的雨水径流裹挟着碎石和淤泥迅速流走。被洪水连根拔起的树木,以及汽车和房车,都被冲向下游,堵塞了桥梁,造成了危险的积水。
然而,气候变化也起到了一定的作用。最近的一项科学研究发现,由于全球变暖,西欧发生此类强降雨事件的可能性增加了九倍。
“气温越高,空气吸收的水汽就越多。气温升高约一度,空气就能多容纳约7%的水蒸气,而大气中的水汽迟早会以降水的形式落到地面,”德国气象局(DWD)气候与环境主管托比亚斯·富克斯说道。