وبلاگ

استفاده از تست های استرس مبتنی بر سناریو برای شناسایی خطرات میان مدت (2050) و بلند مدت (2100) افزایش سطح دریا

این پروژه از یک رویکرد تست استرس کیفی مبتنی بر سناریو برای شناسایی مناطق سرشماری ساحلی ایالات متحده استفاده می کند که انتظار می رود در میان مدت (2050) و بلند مدت (2100) تحت تأثیر منفی افزایش سطح دریا (SLR) قرار گیرند. یک خط پایه و دو سناریوی نامطلوب «قابل قبول اما شدید» پیش‌بینی شد که 1 تا 7 فوت افزایش سطح دریا را پوشش می‌داد.

مشاهدات اصلی از طریق این تحلیل این بود که خارج از مناطق پرخطر فعلی FEMA، وجود دارد پیش‌بینی می‌شود 3500 منطقه سرشماری دیگر در امتداد خط ساحلی ایالات متحده در میان‌مدت (تا سال 2050) میانگین افزایش SLR 1 فوتی را تجربه کنند. در بلندمدت (تا سال 2100)، حدود 1660 قطعه سرشماری اضافی برای 2 تا 7 فوت SLR در معرض خطر هستند. مشاهدات در میان مدت با توجه به اینکه انتظار می رود محقق شوند، اهمیت ویژه ای دارند بدون در نظر گرفتن مسیرهای انتشار آتی یا سایر اقدامات کاهش آب و هوا به دلیل گرم شدن اقیانوس ها قبلا، پیش از این به دلیل تغییرات آب و هوایی رخ داده است³.

این پروژه عمدتاً از کتابخانه های تجزیه و تحلیل داده پایتون استفاده می کند، به عنوان مثال. پانداها و ژئوپاندها و همچنین برخی از کتابخانه های تجسم، به عنوان مثال. matplotlib، دریازاد. کد این پروژه را می توانید در اینجا پیدا کنید. داده های این پروژه در درجه اول از اداره سرشماری ایالات متحده و NOAA به دست آمده است. جزئیات بیشتر را می توان در بخش فناوری و داده در زیر یافت

چرا املاک ساحلی و چرا سطح دریاها بالا می رود؟

حدود 40 درصد از جمعیت ایالات متحده، یا 128 میلیون نفر، در شهرستان های ساحلی زندگی می کنند. در حالی که دارایی های مسکونی به طور کلی تحت تأثیر تعدادی از رویدادهای شدید آب و هوایی در سال های اخیر قرار گرفته اند، به عنوان مثال. طوفان‌ها، آتش‌سوزی‌های جنگلی و غیره، برای این ساکنان ساحلی یکی دیگر از خطرات نوظهور مهم سیل و از دست دادن اموال ناشی از افزایش سریع سطح دریا (SLR) است. با این حال، تحقیقات اکتشافی برای این پروژه نشان داد که ممکن است هنوز درک عمیقی از طیف کامل تأثیرات بالقوه SLR وجود نداشته باشد. بنابراین، این پروژه در نظر دارد تا آگاهی مناطقی را که انتظار می رود در میان مدت (2050) و بلند مدت (2100) تحت سناریوهای مختلف افزایش سریع سطح دریا تحت تأثیر قرار گیرند، افزایش دهد.

اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) آژانس علمی پیشرو ایالات متحده است که وظیفه نظارت بر اقیانوس ها و شرایط جوی را بر عهده دارد. بر اساس گزارش فنی افزایش سطح دریا در سال 2022 NOAA، سطح آب دریاها در حال حاضر با افزایش سرعت قابل توجهی را تسریع کرد در مقایسه با سطوح مشاهده شده قبلی در قرن بیستم: انتظار می رود سطح دریاها در امتداد خط ساحلی پیوسته ایالات متحده در 30 سال آینده (2020-2050) به طور متوسط ​​به اندازه 100 سال گذشته (1920-2020) افزایش یابد.

در بلندمدت (تا سال 2100)، پیش بینی های SLR در امتداد خط ساحلی پیوسته ایالات متحده به طور متوسط ​​بین 2 تا 7 فوت در مقایسه با سطوح 2000 متغیر است. تغییر در این پیش بینی ها عمدتاً به دلیل عدم اطمینان در مورد سطوح آتی انتشار گازهای گلخانه ای و نتیجه جهانی جهانی است. گرم شدن که محرک اصلی SLR است. در میان مدت (تا سال 2050)، با توجه به گرم شدن اقیانوس ها قبلا، پیش از این به دلیل تغییرات آب و هوایی³، سطح دریاها در امتداد خط ساحلی مجاور ایالات متحده به طور متوسط ​​بین 1.3 تا 2 فوت افزایش می یابد، بدون در نظر گرفتن مسیرهای انتشار آتی یا سایر اقدامات کاهش آب و هوا. علاوه بر این، انتظار می‌رود که این سطح بالاتر دریاها باعث ایجاد سیل‌های مخرب بیشتر از جزر و مد (HTF) نسبت به امروز شود: انتظار می‌رود رویدادهای مخرب کوچک HTF از 3 رویداد در سال در سال 2020 به بیش از 10 رویداد در سال تا سال 2050 و HTF مخرب بزرگ افزایش یابد. پیش بینی می شود که رویدادها از 0.04 رویداد در سال در سال 2020 به 0.2 رویداد در سال تا سال 2050 افزایش یابد.

اهداف پروژه

با توجه به این پیش‌بینی‌های افزایش سطح دریاهای ساحلی برای ایالات متحده، اهداف این پروژه دوگانه است:

1. برای ارائه ابزاری به عموم مردم (خریداران بالقوه خانه، وام دهندگان وام مسکن و غیره) برای تجسم تأثیرات منطقه ای SLR در دوره های میان مدت (2050) و بلند مدت (2100). افزایش سطح دریا در شدت های مختلف از 1 فوت تا 7 فوت مطالعه شده است.
2. برای ارائه اطلاعات خاص (کدهای FIPS) در مورد مسیرهای سرشماری که در هر سناریوی شدت SLR تحت تأثیر قرار می گیرند. خریداران خانه و وام دهندگان وام مسکن می توانند اطلاعات موقعیت مکانی سطح سرشماری را در تصمیمات خرید خود لحاظ کنند تا به میزان تخفیف، در صورت وجود، برای ارزیابی یک ملک دسترسی داشته باشند.

یک رویکرد مبتنی بر سناریو برای ارزیابی اثرات بلندمدت SLR

در دراز مدت، با توجه به تنوع بالقوه در پیش بینی های SLR، این پروژه به عنوان یک تست استرس کیفی مبتنی بر سناریو طراحی شده است. سناریوهای SLR بر اساس اصول مورد استفاده در تمرین تست استرس سرمایه فدرال رزرو طراحی شده اند. یک سناریوی پایه و دو سناریوی SLR «قابل قبول اما شدید» برای ارزیابی اینکه چگونه شهرستان‌های ساحلی/مناطق سرشماری مختلف در ایالات متحده ممکن است تحت تأثیر سطوح مختلف SLR طولانی‌مدت قرار گیرند، استفاده شد.

سطوح خاص SLR انتخاب شده برای هر یک از این سناریوها بر اساس گزارش فنی NOAA SLR 2022 است. به طور خاص، سه سطح بلند مدت NOAA SLR در این پروژه در نظر گرفته شده است: کم (0.6 متر یا تقریباً 2 فوت)، متوسط ​​(1.2 متر یا تقریباً 4 فوت)، و بالا (2.2 متر یا تقریباً 7 فوت). این سطوح پیش‌بینی‌شده SLR با سناریوهای تست استرس کیفی مطابق شکل زیر ترسیم می‌شوند:

• سناریوی پایه که در آن پیش‌بینی می‌شود سطح دریا 2 فوت افزایش یابد
• یک سناریوی نامطلوب که در آن انتظار می رود سطح آب دریا 4 فوت افزایش یابد
• یک سناریوی بسیار نامطلوب که در آن انتظار می‌رود سطح آب دریا 7 فوت افزایش یابد

سناریوی پایه با پیش‌بینی بلندمدت SLR “کم” تقریباً 2 فوتی NOAA مقایسه می‌شود. انتظار می‌رود این پیش‌بینی کم حتی در سطوح کم انتشار با اطمینان بیش از 92 درصد در تمام سطوح افزایش دمای جهانی محقق شود. سناریوهای نامطلوب و بسیار نامطلوب در نظر گرفته شده است که “قابل قبول اما شدید” باشند. دوربین SLR “متوسط” کم مدت NOAA تقریباً 4 فوت و SLR “بالا” تقریباً 7 فوت به ترتیب برای سناریوهای Advserse و Silely Adverse در نظر گرفته می شوند. این دوربین های SLR بالا با انتشار گازهای گلخانه ای بالاتر و به تبع آن افزایش بیشتر دمای جهانی در مقایسه با سطوح پیش از صنعتی شدن مرتبط است. سناریوهای SLR شدید بیشتر از 2.5 متر (تقریباً 8 فوت) دیگر تا 2100³ قابل قبول نیستند، و بنابراین حداکثر سطح SLR در نظر گرفته شده در این پروژه، NOAA High SLR 7 فوتی “قابل قبول اما شدید” برای سناریوهای نامطلوب شدید است.

تحلیل بیشتر در میان مدت

علاوه بر اثرات بلندمدت SLR، این پروژه همچنین سرشماری هایی را که انتظار می رود در میان مدت (2050) تحت تأثیر SLR قرار گیرند، تجزیه و تحلیل می کند. در میان مدت، SLR در قسمت پایین با 1 فوت و در قسمت بالا با 2 فوت برای ایالات متحده به هم پیوسته محدود می شود. پیشرفت های علمی اخیر منجر به درک بهتر عوامل محرک SLR شده است، و بنابراین اطمینان بسیار بیشتری به این محدوده باریکتر (صرف نظر از مسیر آینده مسیرهای انتشار) وجود دارد. به دلیل افزایش اطمینان در پیش‌بینی‌های میان‌مدت SLR، این پروژه از رویکرد مبتنی بر سناریو میان‌مدت استفاده نمی‌کند. درعوض، تمام مسیرهای سرشماری ساحلی ایالات متحده که تا سال 2050 در معرض خطر SLR یک فوتی قرار دارند، در میان مدت در این پروژه در معرض خطر در نظر گرفته می شوند.

تجزیه و تحلیل ریسک های فعلی در مقابل ریسک های نوظهور

این پروژه 20 ایالت ساحلی در مجاورت ایالات متحده را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد که 200 شهرستان ساحلی و 22 هزار منطقه سرشماری ساحلی در آنها را پوشش می دهد. هر بخش سرشماری از نظر اینکه آیا در حال حاضر در معرض خطر است یا خیر، تجزیه و تحلیل شد. “مناطق ریسک فعلی”، نسبت به اینکه آیا ممکن است در آینده در میان مدت و بلندمدت در معرض خطر قرار گیرد، یعنی. “مناطق خطر نوظهور”.

بخش اول پروژه شامل درک ریسک های فعلی است. از نظر افزایش سطح دریا، یکی از ساده ترین اشکالی که می تواند داشته باشد، سیل است. آژانس مدیریت اضطراری فدرال (FEMA) مناطقی را شناسایی کرده است که در معرض خطر بالای سیل (FEMA Floods) هستند. این پروژه از دشت های سیلابی پرخطر FEMA به عنوان جایگزینی برای مناطقی استفاده می کند که در حال حاضر در معرض خطر سیل ساحلی هستند. در این پروژه، این مناطق «مناطق با ریسک فعلی» در نظر گرفته شده اند.

بخش دوم این پروژه به شناسایی مناطق سرشماری که ممکن است در میان مدت یا بلندمدت در معرض خطر باشند، می‌پردازد. این پروژه از اطلاعات افزایش سطح دریا از NOAA برای شناسایی مناطق سرشماری استفاده می کند که می تواند در میان مدت (2050) یا بلند مدت (2100) به یک خطر نوظهور تبدیل شود. “مناطق خطر نوظهور”. برای درک بهتر شدت خطر افزایش سطح دریا، ریسک نوظهور به چهار دسته تقسیم شد – یک دسته میان مدت* و سه دسته بلندمدت مبتنی بر سناریو:

• خطر میان مدت در حال ظهور (1 فوت SLR تا سال 2050)
• خطر بلندمدت در حال ظهور در سناریوی پایه (2 فوت SLR تا سال 2100)
• خطر درازمدت در حال ظهور تحت سناریوی نامطلوب (4 فوت SLR تا سال 2100)
• خطر بلندمدت در حال ظهور در Sev. سناریوی نامطلوب (7 فوت SLR تا 2100)

*با توجه به اینکه اطمینان بیشتری در پیش بینی های SLR وجود دارد، در میان مدت به رویکرد مبتنی بر سناریو نیازی نیست.

مشاهدات کلیدی

مشاهدات کلیدی از طریق این تجزیه و تحلیل این بود که خارج از مناطق پرخطر فعلی FEMA، حدود 3500 منطقه سرشماری دیگر در امتداد خط ساحلی ایالات متحده وجود دارد که انتظار می رود در میان مدت (تا سال 2050) میانگین SLR افزایش 1 فوتی را تجربه کنند. و درازمدت (تا سال 2100) حدود 1660 قطعه سرشماری اضافی برای 2 تا 7 فوت SLR در معرض خطر هستند.