DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-02585-7
تاريخ النشر: 2025-07-28
المؤلف: Qian Zhang وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقييم وإدارة مخاطر الفيضانات
نظرة عامة
يوفر قسم ورقة البحث نظرة شاملة على زيادة تعرض المدن للفيضانات الحضرية بسبب التوسع الحضري المتزايد وتغير المناخ. من خلال تحليل البيانات العالمية من 2000 إلى 2020 والتوقعات للفترة من 2030 إلى 2100، يكشف البحث عن زيادة كبيرة في تعرض الفيضانات الحضرية، لا سيما في شرق آسيا وأفريقيا. بحلول عام 2100، من المتوقع أن تتجاوز المناطق الحضرية المعرضة للفيضانات، والسكان، والاقتصادات في الجنوب العالمي تلك الموجودة في الشمال العالمي بفوارق كبيرة، مما يبرز عدم المساواة المتزايدة في تعرض الفيضانات التي تتجلى بشكل أكبر في المناطق النامية.
تؤكد النتائج على التأثير المزدوج للتوسع الحضري وتغير المناخ، حيث يؤدي تحويل الأراضي الطبيعية إلى أسطح غير قابلة للاختراق إلى تفاقم جريان المياه السطحية خلال الأمطار الغزيرة، مما يزيد من تعرض الفيضانات. تشير الورقة إلى أن حوالي 1.81 مليار شخص يواجهون حاليًا خطر الفيضانات بنسبة 1 من 100 عام، بشكل رئيسي في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط، التي تفتقر إلى الموارد لإدارة مثل هذه الكوارث بشكل فعال. تتطلب هذه الفجوة في التعرض استراتيجيات مستهدفة للتخفيف من مخاطر الفيضانات، لا سيما في المناطق الضعيفة، لتعزيز التنمية الحضرية المستدامة ومعالجة الآثار الاجتماعية والاقتصادية طويلة الأجل للفيضانات.
الطرق
في هذه الدراسة، نقيم تعرض الفيضانات الحضرية على نطاق عالمي من خلال تعريف 21 منطقة فرعية، كما هو موضح في الشكل التكميلي S3. يسمح هذا التقسيم الإقليمي بتحليل شامل للاختلافات في تعرض الفيضانات الحضرية على المستويين الوطني ودون الوطني. بالإضافة إلى ذلك، لاستكشاف الفجوات في تعرض الفيضانات الحضرية المتعلقة بالتنمية الاقتصادية، نصنف العالم إلى مجموعتين متميزتين: الجنوب العالمي والشمال العالمي، كما هو موضح في الشكل التكميلي S4. يسهل هذا الإطار المنهجي فهمًا دقيقًا لكيفية اختلاف مخاطر الفيضانات الحضرية عبر سياقات اقتصادية مختلفة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى زيادة كبيرة في تعرض الفيضانات الحضرية (UEF)، وتعريض السكان للفيضانات الحضرية (PEF)، والتعرض الاقتصادي للفيضانات الحضرية (EEF) عالميًا من 2000 إلى 2020، بمعدلات نمو تبلغ 254.66% و135.05% و181.09% على التوالي. أظهرت شرق آسيا أكبر الزيادات، حيث ارتفع UEF من \(1.82 \times 10^{10} \, \text{كم}^2\) إلى \(9.62 \times 10^{10} \, \text{كم}^2\)، وPEF من \(9.31 \times 10^{7}\) إلى \(2.28 \times 10^{8}\)، وEEF من \(1.58 \times 10^{12} \, \text{دولار أمريكي}\) إلى \(6.48 \times 10^{12} \, \text{دولار أمريكي}\) بين عامي 2015 و2020. بينما أظهرت مناطق مثل أمريكا الشمالية وجنوب شرق آسيا وجنوب آسيا أيضًا قيم تعرض عالية، كانت معدلات نموها السنوية المتوسطة متفاوتة بشكل كبير، حيث شهدت أمريكا الشمالية أدنى معدل عند 2.92%. في المقابل، سجلت شرق إفريقيا وآسيا الوسطى أعلى معدلات نمو بلغت 14.37% و12.67% على التوالي، مما يشير إلى اتجاه متزايد من الضعف بسبب التوسع الحضري السريع.
تظهر التحليلات أيضًا أنه بينما شهدت معظم المناطق في أمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى وجنوب أوروبا وشمال أوروبا اتجاهات متزايدة في UEF وPEF، شهدت بعض المناطق المتطورة اقتصاديًا انخفاضات في EEF، مما يشير إلى فعالية تنظيم استخدام الأراضي والاستثمارات في المرونة. ومن الجدير بالذكر أن مناطق مثل نيويورك ولاتسيو سجلت انخفاضات كبيرة في EEF، على الرغم من الزيادات في المناطق الحضرية وتعريض السكان. على المستوى دون الوطني، كانت تعرضات الفيضانات الحضرية الأعلى في المدن الساحلية الشرقية في آسيا، لا سيما الصين، بينما كانت الدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة واليابان لديها أعلى EEF. على العكس من ذلك، أظهرت الدول النامية مثل الصين والهند أعلى PEF وUEF، مع بعض المناطق في إفريقيا وأمريكا الوسطى التي تظهر قيمًا مطلقة أقل ولكن نسب تعرض أعلى. بشكل عام، تؤكد النتائج على التفاعل المعقد بين التوسع الحضري ومخاطر الفيضانات وجهود التخطيط الإقليمي، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات مستهدفة للتخفيف من ضعف الفيضانات الحضرية.
المناقشة
يسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الزيادات المتوقعة في تعرض الفيضانات الحضرية (UEF، PEF، وEEF) عالميًا، مع تركيزات كبيرة في شرق آسيا وجنوب آسيا وأجزاء من الولايات المتحدة. تشير التحليلات إلى أنه بينما من المتوقع أن ترتفع تعرضات الفيضانات الحضرية، فإن أنماط التعرض ستعكس إلى حد كبير الاتجاهات التاريخية. من الجدير بالذكر أن المناطق التي تشهد توسعًا حضريًا سريعًا، لا سيما تحت سيناريوهات المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة (SSP) 3 و5، من المحتمل أن تشهد زيادات كبيرة في تعرض الفيضانات الحضرية، بينما قد تشهد المناطق المتطورة انخفاضات بسبب استراتيجيات إدارة الفيضانات الفعالة. تكشف معاملات جيني عن عدم المساواة المستمرة في تعرض الفيضانات الحضرية، حيث يواجه الجنوب العالمي مخاطر أعلى بكثير مقارنة بالشمال العالمي، وهي فجوة من المتوقع أن تتسع تحت سيناريوهات النمو العالية.
تؤكد النتائج على الحاجة الملحة لاستراتيجيات إدارة مخاطر الفيضانات المستهدفة في المناطق الضعيفة، لا سيما في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط حيث يتجاوز التوسع الحضري تطوير البنية التحتية. تؤكد الدراسة على أن الضعف الاجتماعي والاقتصادي يزيد من مخاطر الفيضانات، مما يتطلب تعزيز التعاون الدولي واستراتيجيات التكيف للتخفيف من هذه التحديات. بالإضافة إلى ذلك، تحدد الأبحاث القيود في مجموعات البيانات الحالية، لا سيما فيما يتعلق بالمستوطنات غير الرسمية، مما قد يؤدي إلى تقديرات أقل من الواقع لتعرض الفيضانات في أكثر المناطق عرضة للخطر. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على التغيرات الديناميكية في السهول الفيضانية، ودور تدابير الحماية من الفيضانات، ودمج المناطق الحضرية غير الرسمية لتوفير فهم أكثر شمولاً لمخاطر الفيضانات الحضرية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-02585-7
Publication Date: 2025-07-28
Author(s): Qian Zhang et al.
Primary Topic: Flood Risk Assessment and Management
Overview
The research paper section provides a comprehensive overview of the increasing urban flood exposure due to intensified urbanization and climate change. Analyzing global data from 2000 to 2020 and projections for 2030 to 2100, the study reveals a significant rise in urban flood exposure, particularly in East Asia and Africa. By 2100, flood-exposed urban areas, populations, and economies in the Global South are projected to exceed those in the Global North by substantial margins, highlighting a growing inequality in flood exposure that is more pronounced within developing regions.
The findings underscore the dual impact of urbanization and climate change, where the conversion of natural land to impervious surfaces exacerbates surface runoff during heavy rainfall, increasing flood vulnerability. The paper notes that approximately 1.81 billion people currently face a 1-in-100-year flood risk, predominantly in low- and middle-income countries, which lack the resources to effectively manage such disasters. This inequality in exposure necessitates targeted strategies to mitigate flood risks, particularly in vulnerable areas, to promote sustainable urban development and address the long-term socioeconomic impacts of flooding.
Methods
In this study, we assess urban flood exposure on a global scale by defining 21 subcontinental regions, as illustrated in Supplementary Fig. S3. This regional division allows for a comprehensive analysis of urban flood exposure differences at both national and subnational levels. Additionally, to explore the disparities in urban flood exposure related to economic development, we categorize the world into two distinct groups: the Global South and the Global North, as shown in Supplementary Fig. S4. This methodological framework facilitates a nuanced understanding of how urban flood risks vary across different economic contexts.
Results
The results of the study indicate a significant increase in urban flood exposures (UEF), population exposure to urban flooding (PEF), and economic exposure to urban flooding (EEF) globally from 2000 to 2020, with respective growth rates of 254.66%, 135.05%, and 181.09%. East Asia exhibited the most pronounced increases, with UEF rising from \(1.82 \times 10^{10} \, \text{km}^2\) to \(9.62 \times 10^{10} \, \text{km}^2\), PEF from \(9.31 \times 10^{7}\) to \(2.28 \times 10^{8}\), and EEF from \(1.58 \times 10^{12} \, \text{USD}\) to \(6.48 \times 10^{12} \, \text{USD}\) between 2015 and 2020. While regions like North America, Southeast Asia, and South Asia also showed high exposure values, their average annual growth rates varied significantly, with North America experiencing the lowest at 2.92%. In contrast, East Africa and Central Asia recorded the highest growth rates of 14.37% and 12.67%, respectively, indicating a trend of increasing vulnerability due to rapid urbanization.
The analysis further reveals that while most regions in North America, Central America, Southern Europe, and Northern Europe experienced rising trends in UEF and PEF, some economically developed areas saw declines in EEF, suggesting effective land-use regulations and resilience investments. Notably, regions such as New York and Lazio reported significant reductions in EEF, despite increases in urban area and population exposure. At the subnational level, urban flood exposures were highest in eastern coastal cities of Asia, particularly China, while developed countries like the USA and Japan had the highest EEF. Conversely, developing nations such as China and India exhibited the highest PEF and UEF, with certain regions in Africa and Central America showing lower absolute values but higher proportions of exposure. Overall, the findings underscore the complex interplay between urbanization, flood risk, and regional planning efforts, highlighting the need for targeted strategies to mitigate urban flood vulnerabilities.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the projected increases in urban flood exposures (UEF, PEF, and EEF) globally, with significant concentrations in East Asia, South Asia, and parts of the United States. The analysis indicates that while urban flood exposures are expected to rise, the patterns of exposure will largely mirror historical trends. Notably, rapidly urbanizing regions, particularly under Shared Socioeconomic Pathways (SSP) scenarios 3 and 5, are likely to experience substantial increases in urban flood exposure, while developed areas may see declines due to effective flood management strategies. The Gini coefficients reveal persistent inequalities in urban flood exposures, with the Global South facing significantly higher risks compared to the Global North, a disparity projected to widen under high-growth scenarios.
The findings underscore the urgent need for targeted flood risk management in vulnerable regions, particularly in low- and middle-income countries where urbanization is outpacing infrastructure development. The study emphasizes that socioeconomic vulnerabilities exacerbate flood risks, necessitating enhanced international collaboration and adaptive strategies to mitigate these challenges. Additionally, the research identifies limitations in current datasets, particularly regarding informal settlements, which may lead to underestimations of flood exposure in the most at-risk areas. Future research should focus on dynamic floodplain changes, the role of flood protection measures, and the integration of informal urban areas to provide a more comprehensive understanding of urban flood risks.