南加州大学维特比工程学院的研究人员与巴黎城市大学巴黎环球物理研究所的研究人员进行的一项新研究发现，荒漠化导致沿海地区土壤侵蚀的增加正在加剧中东和北非港口城市的洪水影响。研究人员将他们的观察集中在2023年发生在利比亚德尔纳市的毁灭性洪水上，这场洪水夺走了11300多人的生命，并展示了土壤侵蚀的增加如何在很大程度上导致了这些不寻常的沙漠洪水的灾难性损失。

这项研究发表在《自然通讯》上，发表于2023年9月10日致命洪水发生近一年后。合著者认为，他们的工作揭示了干旱地区面临的令人担忧的脆弱性，因为气候变化导致极端天气事件的频率上升，迫切需要先进的地球观测项目来监测和描述这些地区。

背景:

在过去的十年里，北非撒哈拉，一个比美国大陆还大的地区，面临着各种危险的综合条件;日益干旱的环境被强烈的沿海暴雨打断。这种变化的根源是:沙漠化的增加导致干旱的加剧，由于全球变暖，东地中海海水温度上升，该区域的暴雨频率增加。该论文的通讯作者Essam Heggy是谢明电气与计算机工程系微波系统、传感器和成像实验室(MiXIL)的研究科学家，也是南加州大学维特比干旱和水资源研究探索中心(AWARE)的联合首席研究员。他说，这两种极端条件共同加剧了土壤侵蚀，并产生了致命的泥石流，这些泥石流很难用该地区存在的老化水坝来控制。

虽然一些学者认为干旱是撒哈拉沙漠最致命的威胁，但Heggy警告说，事实并非如此。他说，他的合作论文《评估利比亚丹尼尔风暴后的暴洪侵蚀》提供了证据。

一年前，也就是2023年秋天，被称为“梅迪丹·丹尼尔”的风暴“丹尼尔”袭击了利比亚东海岸，引发了前所未有的山洪暴发，造成11,300多人死亡，大规模基础设施遭到破坏。(耶鲁大学气候联系中心(Yale Climate Connections)提出，100多年来，这种性质的山洪在非洲大陆从未出现过。)

作者解释说，非洲一个世纪以来最致命的洪水发生在沙漠中，是由多种因素共同造成的:异常高的降水，两座防洪大坝的倒塌，以及城市“蓝色”或水利基础设施未能控制这一极端事件。他们认为，地表侵蚀造成的泥沙负荷增加了水流的密度，加剧了德尔纳和苏萨沿海城市山洪暴发的灾难性影响，其中66%的德尔纳和48%的苏萨城市地表遭受了中度至高度的破坏。

方法:

利用Sentinel-1A c波段轨道合成孔径雷达的一系列图像，研究人员测量了返回信号相干性的变化，这些变化反映了风暴发生前后表面纹理特性的变化。(这些差异可以作为绘制洪水侵蚀图和评估基础设施损失的代表。)

研究表明，河流内的水流负荷很大，并因侵蚀土壤而变厚，这增加了水流的破坏性。这反过来又导致了两座本应保护城市和德尔纳居民的大坝的失败。

Heggy说，现有的径流模型对于估计洪水范围是有价值的。然而，他说，他们没有评估沙漠中的地表侵蚀，这可能会产生毁灭性的影响，正如在德尔纳看到的那样。

雷达卫星克服了这一限制。“利用先进的雷达卫星改善对干旱流域的监测，对于减轻撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛和其他沙漠部分地区的破坏性风险至关重要。”

南加州大学AWARE中心的访问研究生乔纳森·诺曼德(Jonathan Normand)是这篇论文的第一作者，他说:“今天，由于数百颗环绕地球运行的通信卫星，你可以在沙漠中央在社交媒体上发帖。然而，研究人员仍然只有有限数量的卫星来掌握地球动力学和沙漠表面过程的复杂性。”

“在利比亚发生的一系列事件可能会发生在北非和阿拉伯半岛的许多人口稠密地区，”Heggy及其同事在与摩洛哥和西班牙的研究人员进行的一项平行研究中警告说。

Heggy指出，还有其他风险因素:风暴越来越强，城市人口越来越多，在减少发展和加强备灾方面缺乏政策组织。

“德尔纳的致命洪水表明，中东和北非地区的政策制定者还没有充分听取科学的意见，尽管最近两次气候变化会议都在该地区举行。未来最致命的敌人是我们自己的信念，认为这些极端事件是定时发生的，不会重演。气候模型告诉我们，它们的反击会更猛烈。”