哥伦比亚水中心工程学教授兼主任Upmanu Lall说：“洪水是由于大气河（Atmospheric Rivers ）的反复波动，通常会导致非常高的降雨量。这些对加州来说并不罕见。美国地质调查局的建模预测了我们现在看到的毁灭性情景。这些预测是基于1861-1862年在加利福尼亚造成灾难性洪水的风暴。加州大学圣巴巴拉分校的一项研究有沉积证据表明，这种现象大约每250年在加利福尼亚州重复一次。”

大气河是一条水汽输送带，有时可以缓解干旱，但也很有可能会带来暴雨，引发洪涝灾害  。在本质上是由悬在空中的水汽形成的“河流”，它们会被低纬度的强风向前推进，有时可达飓风级速度。大气河的等级划分成了5级：从AR1（主要带来有益降雨）至AR5（主要引发灾害）。

Lall说，厄尔尼诺和拉尼娜现象，作为一种太平洋的气候模式，可能会影响大气环流登陆的地方以及频率。大气河流诞生于热带太平洋的温暖水域。在拉尼娜阶段，大气河流通常会在西太平洋诞生，并在美国西海岸北部登陆。相反，在厄尔尼诺阶段，大气河流更有可能在太平洋中部或东部诞生，并在加利福尼亚南部和中部登陆。

“随着太平洋的气候模式从拉尼娜过渡到厄尔尼诺现象，形成地点和登陆地点正在移动，人们通常会听到关于加利福尼亚不同地区的一系列事件，” Lall说。“我们在相似的形成地点观察到相隔几天内发生了几次这样的风暴。”

图2 藏在大气河后的科学  图源：NOAA

美国地质调查局的模型和过去的灾难清楚地表明，这种类型的气候可能会形成风暴，当地机构应该做好准备。

从2022年12月开始，美国政府机构开始发布预测，表明短期内发生类似事情的可能性正在增加。预测这些信息确实有助于防止一些损害 - 例如，水库运营商采取行动防止大坝溢出或爆裂。那么为什么还会有不幸和伤亡？这归结为科学与决策之间的差距。鉴于现有的预测信息，本可以做得更好。但是，如果没有转化为行动，预测的潜在价值不会被开发或得到充分利用。

Kruczkiewicz认为，人们没有为这些风暴做好更好准备的部分原因是沟通不畅。他说，虽然“大气河流”一词可能引人注目，但这是一种危险的过度简化，但它确实会引起人群混乱。在灾难情况下，混乱意味着时间，而时间意味着负面影响增加。通常，当我们遇到这种时间延迟和影响增加时，我们优先考虑更富裕的人口，忽略低收入和贫困人群。

哥伦比亚气候学院Lamont-Doherty地球天文台的兼职副研究科学家Kai Kornhuber认为，二十多年来，美国西南地区一直处于严重的特大干旱之中。这些干燥的条件可能导致加州严重的洪水。如果土壤原本非常干燥，而且正在下雨，那么水当然不能很快被吸收，这通常会增强洪水，这在多大程度上增强洪水强度需要在区域范围内进行评估。此外，野火可能会加剧风暴的影响。众所周知，野火会增加山体滑坡的风险。

气候变化在这场看似无休止的风暴中扮演了什么角色？Kornhuber说，随着全球许多地区气候变暖，极端降水越来越频繁。最近的一项研究表明，此类风暴的频率和规模都在增加。对于大气河流来说，很难说气候变化在多大程度上改变了它们的频率，部分原因是目前尚不清楚随着气候继续变暖，大气河流将如何变化。

哥伦比亚气候学院的研究人员正在努力了解加利福尼亚的气候现象，并将数据转化为现实世界的行动。

Lall和他在哥伦比亚水中心的同事们正在探索他们是否真的可以通过用少量的能量推动大气河流。他们的基本的想法是，这个系统是混沌的，即它对小扰动非常敏感，所以如果他们在正确的时间和地点推动它，那么最终的登陆位置可能会发生重大变化。

这场灾难的一个主要结论是，气候影响正变得越来越普遍和复杂，在时间和空间上相互叠加，而抗灾能力、准备和响应需要相应地进行调整。Schlegelmilch说，规划极端事件需要成为常态。我们如何建设城镇和底层基础设施都与风暴影响有多严重有极大的关系。因此，我们也需要重新思考面对气候变化时更具弹性的建筑，以及如何修复灾害所带来的发展不平衡。