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内容概要
特大洪水常常使市民和专家感到意外，造成极其严重的破坏和生命损失。基于当地和区域信息的现有方法很少超越国界范围限制，而且由于关于特大洪水的数据有限，且极端洪水的产生过程不同于较小的、更频繁观测到的事件，因此不能很好地预测特大洪水。
本文分析了来自欧洲各地8000多个测量站的河流流量观测数据，并表明最近的特大洪水可以通过欧洲其他地方以前观测到的数据中预测出来。
结果表明：几乎所有观察到的特大洪水（95.5%）都落在根据欧洲大陆其他类似地区之前的洪水估计的范围内，这意味着在欧洲大陆范围内局部极端洪水事件的发生并不令人意外。这也适用于较早的事件，表明特大洪水相对于其空间变异性在时间上并没有发生太大变化。该研究的基本概念是具有相似洪水生成过程的流域会产生相似的异常值。因此，必须超越国界，向非洲大陆其他地方探索，以避免极端洪水情况。
图1. 欧洲发生的特大洪水分析
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关键方法
最全面的年最大流量数据集：
分析基于 1810 年至 2021 年期间 8023 个测量站的年度最大河流流量观测。该系列的平均跨度为51.4年，流域面积为1至80万平方公里。
包络线法：
估计了每个流域洪水流量的区域包络曲线，该曲线代表了洪水流量与流域面积之间的关系，该区域内任何观测到的洪水都没有超过该关系。为了检验时间上可能发生的变化，我们还比较了使用两个 30 年子时期（即1961-1990年和1991-2020年）的观测值获得的包络线。包络线法反映了可能的最坏情况，这本身就是洪水风险规划的一个重要方面。
为了评估利用欧洲其他地方的信息预测目标流域特大洪水的可能性，进行了一项事后实验，通过类似流域截至其发生前一年的洪水观测结果，利用流域包络曲线预测其峰值流量，识别出特大洪水的流域，构建包络线，并将其与目标流域后来发生的特大洪水进行比较。
图2. 预测与观测到的特大洪水
Bertola, M., Blöschl, G., Bohac, M. et al. Megafloods in Europe can be anticipated from observations in hydrologically similar catchments. Nat. Geosci. 16, 982–988 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41561-023-01300-5.
*第一作者：Miriam Bertola
*第一作者单位：奥地利维也纳工业大学水利工程与水资源管理研究所
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撰稿丨GeoDuo
审核丨Geoffery, & DoraGeomon
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