Наводненията са природни процеси, които най-често се превръщат в бедствия, свързани с човешки жертви и материални щети. Причините за това са както с природен, така и с антропогенен характер. В последните десетилетия в България наводненията са често явление. Климатичните промени могат да променят характеристиките на наводненията – чрез промените в количеството и интензивността на валежите, чрез нарастването на относителния дял на дъждовете за сметка на снеговалежите, както и чрез промените в овлажнението на почвата. След средата на 90-те години на ХХ век в повечето части на страната е установено известно повишение на годишните валежни суми, но по-същественото е, че се променя характерът на разпределение на валежите: годишната сума се концентрира в няколко по-краткотрайни, но по-интензивни извалявания, което силно увеличава риска от наводнения при еднакви други условия. Освен това затоплянето на климата, поне по отношение на умерените ширини, води от една страна до преобладаване в продължителни периоди от годината на определен тип време, а от друга – до засилване на чертите на това време и изостряне на изявата на характерните за него процеси. 

В момента, когато още търпим последиците от миналогодишния потоп в Карловско, страната ни изпита отново ефектите от това страшно природно бедствие – след половинмесечен период на почти непрекъснати валежи и след две наводнения в рамките само на десет дни, в Берковица беше обявено бедствено положение, а в рамките на съвсем кратък период под вода се оказаха различни села и градове, главно в Западна България. Също така през изминалия месец май катастрофални наводнения претърпяха Италия, Словения, Хърватия, Черна гора. 

Наводненията възникват периодично и закономерно, тъй като са продукт на климатичните и топографските условия на всяко място, но конкретната им сила и точното време на проявление не могат да се предскажат. Освен ако не са директно причинени от човека, наводненията са следствие от стихийни, екстремни метеорологични явления, чието възникване има случаен характер. 

Установено е обаче, че затоплянето на климата е свързано с увеличаване на риска от възникване на наводнения

Промените на климата се изразяват от една страна в повишение на глобалните температури на въздуха, което има връзка с нарастването на концентрацията на парникови газове, а от друга – с промени в атмосферната циркулация, които определят климатичните изменения в регионален мащаб. Установено е, че въпреки че климатичните модели не могат надеждно да прогнозират отделни екстремни метеорологични събития, те възпроизвеждат траекториите на струйните течения и температурните изменения, които в реални условия довеждат до обилни дъждове по цели седмици или месеци на жарко слънце и пълна липса на валежи.

За климата в умерените ширини основно значение има полярното струйно течение (jet stream), което се формира във високата тропосфера (на 10 – 12 км над земната повърхност) в зоната на сблъсък между топлите въздушни течения, идващи от тропика, и студените, спускащи се от полярната зона. Заради посоката на въртене на Земята около оста ѝ, струйното течение се движи от запад на изток, като силата и мощността му се определят от градиента на налягането между тропичната и полярната зона. Течението е важно с това, че определя посоката и скоростта на движение на големите барични образувания – циклони, които са основният носител на валежите.

Тъй като климатът е силно динамична система, която изпитва колебания със сезонен и годишен характер, атмосферното налягане в различните части на земята също подлежи на периодични и непериодични колебания. При това се установяват вариации в разликата между наляганията на полюса и тропика, а оттам и в силата и насочеността на струйното течение. Най-общо в това отношение могат да се разграничат два режима на струйно течение (Фиг. 1):

1. силно и концентрирано; 

2. слабо и меандриращо. 

Колкото по-големи са контрастите в налягането между тропичната и полярната зона, толкова по-бързо и концентрирано е струйното течение.

Фигура 1. Фази на силно и концентрирано струйно течение (в ляво) и на отслабено, „меандриращо“ струйно течение (в дясно). Адаптирано от: NOAA 

При климатичните промени в Северното полукълбо най-силно се затопля областта около Северния полюс (Арктика), като това има връзка със съкращаването на арктическия лед и разширяване в средногодишен план на освободената от лед океанска повърхност, която много по-силно поглъща слънчевата радиация. В известна степен ускореното затопляне в последните десетилетия се подпомага и от подобряването на чистотата на въздуха и намаляването на концентрацията на прахови частици в северната зона от умерените ширини на Европа и Северна Америка. 

В същото време затоплянето на климата в тропичната зона е по-слабо и така разликите в температурата и атмосферното налягане между тропика и полюса имат тенденция да стават по-малки. Намалените контрасти, особено през топлото полугодие, предизвикват отслабване на интензивността на глобалния въздушен пренос, при което струйното течение все по-често се забавя и започва да криволичи (меандрира). Това създава предпоставки за задържане в продължителни периоди на време (седмици и дори месеци), характерно или с топли (горещи) и сухи, или с хладни и дъждовни условия, в зависимост от това къде точно се е формирал и къде в съответния момент стационира „меандърът“ на струйното течение. За такива обстановки могат да се дадат много примери от последните десетилетия: супер влажното лято на 2005 г. в България, когато голяма част от страната беше обхваната от наводнения, лятото на 2019 г. с рекордни горещини в Канада (температури, почти достигащи 50°С), жаркото и сухо лято на 2012 г. в голяма част от Европа и други. 

Повишаването на температурите води до нарастване на изпарението, и съответно до засилване на метеорологични процеси като бури и валежи.

Към този специфичен аспект на изява на климатичните промени трябва да се добави и фактът, че повишаването на температурите води до нарастване на изпарението – установено е, че при затопляне с 1°С, влагосъдържанието в атмосферата нараства с 6 – 7%. Предвид факта, че при изпарението част от енергията на изпаряващата среда попада във водната пара и след това при втечняването ѝ в облаците се освобождава във въздуха, това означава, че затоплянето пряко води до силно увеличаване на енергията в атмосферата, а оттам и до засилването на всички процеси – бури, валежи, ветрове. От казаното по-горе става ясно, че аритметичното нарастване на температурите е свързано с експоненциален растеж на енергията в атмосферата. 

Поне по отношение на умерените ширини, затоплянето на климата води от една страна до преобладаване в продължителни периоди от годината на определен тип време, а от друга – до засилване на чертите на това време и изостряне на изявата на характерните за него процеси.

Каква е ситуацията в България?

България попада в един от районите със засилени тенденции към затопляне и увеличаване на честотата на екстремните метеорологични и климатични явления – засушавания, случаи с проливни валежи, гръмотевични бури и градушки (Бочева, 2014). Всичко това се потвърждава и от особеностите на времето и климата в България, които изпъкват в последните десетилетия. След средата на 90-те години на ХХ век в повечето части на страната (с изключение на високопланинските райони) се установява известно повишение на годишните валежни суми (Велев, 2010), но по-същественото е, че се

променя характерът на разпределение на валежите: годишната сума се концентрира в няколко по-краткотрайни, но по-интензивни извалявания, 

което силно увеличава риска от наводнения при еднакви други условия. Между тези „залпови“ извалявания може да има дълги сухи периоди. Установява се значително нарастване на средния брой дни с денонощни валежи над 100 мм с около 30% за периода 1991 – 2007 г. спрямо 1961 – 1990 г. (Бочева и др., 2010), а през последните години има тенденция към зачестяване на случаите с типично пролетно-летен тип конвективна облачност с валежи от дъжд, гръмотевични бури и дори градушки, през зимни месеци като януари и февруари (Александров, 2010).

Климатичните промени могат да променят характеристиките на наводненията – чрез промените в количеството и интензивността на валежите, чрез нарастването на относителния дял на дъждовете за сметка на снеговалежите, както и чрез промените в овлажнението на почвата (Николова и Недков, 2012). 

Изчисленията, извършени с хидроложкия модел LISFLOOD по проект PESETA (Николова и Недков, 2012), показват, че при нискоемисионния сценарий на IPCC – нарастване на средногодишните температури до края на века с 2,5°С спрямо 1961 – 1990, се очаква силно нарастване на случаите със силно наднормен отток, докато при сценарий на нарастване с 3,9°С се очаква по-скоро намаляване на тези случаи, но за сметка на значително увеличаване на честотата на продължителните засушавания. В следващите десетилетия в редица речни басейни в Западна, Централна и Източна Европа, в това число и поречието на р. Дунав, силни наводнения, чиято вероятност на настъпване се оценява на едно за 100 години, ще възникват значително по-често. 

Според други изследвания, в реките на Източна Европа не се установяват статистически значими тенденции на нарастване на максималния отток (Kundzewicz, 2007), но все пак прави впечатление, че максималните стойности на оттока, регистрирани през периода 1961 – 2000 г. са наблюдавани по-често през втората половина на този период. 

Какви са прогнозите за финансовите загуби от наводнения в България?

Съгласно проучванията за България, промяната във финансовите загуби от наводнения на годишна база в Североизточния, Югозападния и Южния централен район ще се променят по следния начин – Фиг. 2.

Фигура 2: Промяна на финансовите годишни загуби от наводнения в Североизточния, Югозападния и Южния централен район, в 2 различни сценария на IPCC: А2 с повишаване на температурата с 3,9°С (ляво) и В2 с нарастване на температурите с до 2,5°С (дясно). Данни от Николова и Недков, 2012 г., дизайн Асен Ненов.

Финансовите загуби от наводнения по прогнозния сценарий А2 на IPCC, с повишаване на температурата с 3,9°С са следните:

- в Североизточния, Югозападния и Южния централен район ще нараснат с 10 до 50%

- в Северния централен и Северозападния район увеличението на годишните загуби може да достигне 50 – 100%. 

- в Югоизточния район се очаква да намалеят с 10 до 25%. 

Финансовите загуби от наводнения по прогнозния сценарий В2 на IPCC, с нарастване на температурите с до 2,5°С са следните:

- в Северозападния и Северния централен район ще са между 50 и 100%

- в Югоизточния район ще нараснат с 25 – 50%

- в Североизточния, Югозападния и Южния централен ще намалеят с 10 до 25%.

Въпреки несигурността на прогнозите, от това, което наблюдаваме в последните години става ясно, че променящият се климат ще предлага често събития на екстремни валежи, които са директна предпоставка за възникване на наводнения. Във връзка с това е наложително разработването на адекватни стратегии за защита от наводнения на национално и регионално ниво.

Какво може да се направи, за да се намалят щетите от наводненията?

В България действия трябва да се предприемат най-вече на държавно ниво, като е спешно разработването на дългосрочна стратегия за защита от наводнения, в две основни насоки. 

Мерки за борба с климатичните промени

За да се намали риска от екстремно време е необходимо да се ограничат емисиите на парникови газове и в България, и в глобален мащаб, защото именно те са главна причина за климатичните промени. А България все още изостава по отношение на въвеждане на цел за климатична неутралност, която следва да бъде включена и в Закона за ограничаване изменението на климата. На национално ниво е необходимо да се направи връзка и със стратегия за възстановяване и съхраняване на българската гора. Опазването на горите е от критично значение за превенцията на наводненията и трябда да стане държавен и обществен приоритет! 

От друга страна, важно е да се предприемат и мерки за адаптация към климатичните промени, като пример в това отношение би било създаване на система за ранно оповестяване при възможни наводнения заради проливни дъждове. Ако функционират подобни системи, обществото ще може да получава съобщения, че предстоят интензивни валежи и има опасност от наводнения предварително на телефоните си и по този начин биха могли да се намалят социалните и финансовите последствия и щети. 

Мерки за защита от наводнения, специфични за всяко място

Част от мерките в това направление са следните:

- поддържане на речните корита в състояние да поемат максимално количество отток – да бъдат редовно почиствани от клони, в тях да не се изхвърлят отпадъци, да не се допуска незаконно строителство или нарушаване на целостта на дигите;

- поддържане на проводимостта на канализационната система и на отводнителните канали на улиците;

- редовен контрол на състоянието на хидротехническите съоръжения;

- поддържане на преливниците на язовирите в чисто състояние, без отпадъци и обрастване с дървета и храсти;

- Изсичането на горите е сериозен фактор , който допринася за увеличаване на наводненията така и на тежестта им. Част от мерките за този проблем биха били поддържането им в оптимално състояние, преследване на промишлената незаконна сеч като престъпление срещу националната сигурност, залесяване и сгъстяване на горите където и доколкото е възможно; 

- ясно регламентиране на лицата и организациите, отговорни за тези поддържащи дейности;

- създаване на специално определени площи, които да се наводняват при определено превишаване нивото на реките, като тези площи намаляват и дори могат да предотвратят локални бедствия. Този метод се използва често в Швейцария например за предотвратяване или намаляване на ефекта от наводнения на места, където поради специфичния терен и метеорология наводненията са често явление;

- увеличаване на зелените площи в градовете и използване на пропускливи покрития там, където това е възможно – например при изграждането на паркинги, спортни игрища и др. Проблем е, че голяма част от териториите на съвременните градове са заети от площи, които са асфалтирани или бетонирани и не пропускат и не задържат дъждовната вода в почвата.

Анализът на климатичните данни показва, че в основата на многобройните наводнения, случили се в последните десетилетия, винаги стоят интензивни валежи, при които за броени часове падат количества, превишаващи месечните, а понякога и годишните норми. Затова е ясно, че увеличаването на честотата на тези явления директно води и до нарастване на риска от наводнения. В тази връзка, вземането на адекватни стратегически мерки от държавата, местните власти и обществото става неотложен приоритет, ако искаме да опазим човешки животи и да спестим материални загуби.

Автор: Емил Гачев / Климатека

Емил Гачев е автор в Климатека. Той е доцент в катедра “География, екология и опазване на околната среда” към Природо-математическия факултет на Югозападния университет „Неофит Рилски“, като работи и в департамент “География“ към НИГГГ-БАН. Докторска степен в специалност “Ландшафтознание” получава през 2005 г. от ГГФ на СУ „Св. Климент Охридски“. Оттогава се занимава с научно-изследователска работа в сферите на геоморфологията (ледников и криогенен релеф), хидрологията (изследвания на планински езера), глациологията (съвременни ледникови микроформи) и климатичните промени в планините на България и Балканския полуостров. Преподавател е по хидрология, геология (ЮЗУ) и ландшафтна екология (УАСГ).

В публикацията са използвани материали от:

  1. Александров, В. 2010. Климатични промени. НИМХ-БАН
  2. Бочева, Л. 2014. Климатични вариации и оценка на опасни метеорологични явления по конвективни бури над българия (1961-2010). Автореферат на докторска дисертация. НИМХ-БАН
  3. Велев, Ст. 2010. Климатът на България. Херон прес, София.
  4. Николова, М., Ст. Недков. 2012. Рискът от наводнения. ГИС моделиране на процесите в околната среда за оценка на риска от наводнения. ТерАрт, София. 248 стр.
  5. Mann, M., St. Rahmstorf, K. Kornhuber, B. A. Steinman, S. K. Miller, D. Coumou, 2017. Influence of Anthropogenic Climate Change on Planetary Wave Resonance and Extreme Weather Events. Scientific Reports volume 7, Article number: 45242 
  6. Kundzewicz, Z. W., L. J. Mata, N. W. Amell, P. Dull, P. Kabat, B. Jimunez, K. A. Miller, T. Oki, Z. Sen, L. A. Shiklomanov, 2007. Freshwater resources and their management. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. In: Parry, M. I., O. F. Canziani, J. P. Palutikof, P. J. van der Linden, C. E. Hanson (Eds.) Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of IPCC. Cambridge University Press, 173-210. 
  7. Bocheva, L., I. Gospodinov, P. Simeonov, T. Marinova, 2010. Climatological analysis of the synoptic situations causing torrential precipitation events in Bulgaria over the period 1961-2007. Global environmental change: Challenges to science and society in South-eastern Europe. Part 2. 97-108.
  8. https://www.climate.gov, What is the jet stream?