研究人员使用了一种独特的耦合计算机建模方法，精确地再现了飓风佛罗伦萨期间发生的沿海洪水，证明了它比传统的建模方法更准确。
2018年，飓风佛罗伦萨以一级风暴的形式袭击北卡罗来纳州海岸，创下了新的降雨量记录，造成了恐惧角河流域长达500年的破坏性洪水事件。
这正是一种天气事件。路易斯安那州立大学海洋与海岸科学系（DOCS）的乔治·薛（George Xue）相信，他新颖的耦合计算机建模方法可以更准确地预测，从而帮助社区进行灾害规划。薛说，据他所知，他的实验室是唯一使用这项技术的实验室。
薛和DOCS研究生鲍道阳及其研究团队的其他成员最近在《地球系统建模进展杂志》上发表了一项利用佛罗伦萨飓风事件的研究，以证明这一新方法的有效性。
该研究的另一位合作者、美国地质调查局的约翰·C·华纳（John C.Warner）表示，提高洪水预测的准确性有助于做好飓风准备。“更准确的预报可以帮助海岸管理人员更好地提醒社区即将到来的风暴。”
薛表示，这种突破性的耦合建模技术也可以为社区带来长期利益。
他说：“我们的模型可以确定哪个地区在复合洪水方面最脆弱，不仅可以提供短期预测，还可以提供未来气候和海平面状况的情景分析。”
复合驱的复杂性
飓风佛罗伦萨期间发生的沿海洪水被称为复合洪水事件，在这种情况下，两个或多个洪水源、雨水泛滥的河流和飓风不断上升的风暴潮汇聚在一起。
这是一个复杂的系统，很难使用传统的河流和海洋模型进行模拟，因为这两个模型都不能完全捕捉不同水源之间的相互作用方式。
在耦合建模中，河流和海洋的模拟是成对的，并同时运行，因此每个模拟都会收到对方的反馈。这再现了复合洪水事件的情况，飓风登陆后的风暴潮和风暴向内陆移动时由雨水引发的洪水潮在沿海地区交汇。
薛和他的团队使用飓风佛罗伦萨期间收集的数据，将海洋模型与河流模型配对，以验证模型性能。他们将这一模拟结果与更传统的“链接”模型进行了比较，其中两个模拟分别运行，并使用了实际飓风期间从恐惧角地区不同监测站收集的数据。
研究发现，耦合模型产生了明显更好的结果。恐惧角河口河口的模拟水位比关联模型的精度高20%至40%。这也是第一次定量诊断风暴潮和山洪对复合洪水的影响。
薛表示，这一耦合模型代表了他已经研究了近20年的想法的一个新阶段。
薛说：“我一直在尝试建立一个‘封闭循环’的建模系统，它可以在陆地-河口-海洋连续体中整合大气、海洋和河流过程。这一新模型通过将河流和陆地表面过程与来自海洋一侧的过程相耦合来闭合环路。”