科罗拉多河是美国西部的重要水源，为七个州的家庭提供饮用水，并为农田提供灌溉水。然而，这一重要资源正日益受到气候变化和干旱条件的威胁。一种新的计算工具可能在适应面临的不确定未来中提供帮助。
科罗拉多河是美国西部的一个关键水源，为七个州的住宅提供饮用水，并为农业用地提供灌溉水，但该流域正面临来自气候变化和干旱的日益严峻的挑战。由宾州州立大学科学家领导的一个研究小组开发的一种新计算工具，可能帮助该地区适应复杂而不确定的未来。
该工具被称为叙事情节框架和影响分类（FRNSIC），它帮助决策者探索各种潜在未来，并识别重要的情景描述——这些是对关键未来情境可能包含的解释——帮助规划者有效应对气候变化的不可预见性和后果。该团队于9月19日在期刊《地球的未来》上分享了他们的研究结果。
“像科罗拉多这样的州为未来做准备的一种方式是根据现有科学和不同利益相关者的反馈制定计划，”该研究的首席作者、宾州州立大学地球科学系的助理教授安东尼亚·哈吉米哈伊尔解释道。“这个情景规划过程承认，预测未来涉及许多与气候和用水需求相关的不确定性。因此，规划者必须考虑各种潜在情景，例如高温或低温条件。”
哈吉米哈伊尔指出，科学家和全球决策者通常利用情景来阐明未来条件的可能模样，但这种方法往往只关注少数几种可能性，而忽略其他选择。
常见的情景规划策略通常使用有限数量的情景——例如，在不同升温水平下评估干旱条件——可能无法充分反映所有交互要素的复杂性。
相反，科学家有时采用探索性建模，模拟成千上万甚至数百万种可想象的未来，以识别最重要的情景。然而，科学家们指出，这种方法对于决策者的实施可能具有挑战性。
“我们的目标是创造一种平衡，”哈吉米哈伊尔表示。“我们希望创造一种将两种方法融合的工具——一种承认复杂性的同时，也能简化到更实用、更不令人不知所措的程度。”
FRNSIC工具以探索性建模开始，检查多种提议的合理未来条件。然后根据这些信息对相关和当地重要的故事情节进行分类和定位，科学家们表示。
“我们的方法本质上评估合理的未来影响，并指出‘对于这个利益相关者来说，这个故事情节是最重要的——而对于另一个利益相关者，还有另一个他们应该考虑的故事情节，’”哈吉米哈伊尔解释道。“这就是在规划情景的建立中引入更多的多样性和微妙性的意义。”
在科罗拉多河流域，决策者面临一系列复杂的挑战，例如为日益增长的人口和农业需求提供足够的水，同时确保他们不超过分配的河流流量，哈吉米哈伊尔表示。
“挑战在于，没有一个标准能满足所有人的优先事项，”她指出。“也许一个人经营一个大农场，而另一个人管理一个小农场。他们可能还种植不同的作物。利用单一参数来制定可能适合每个人的情景——或者让我们所有人都感到沮丧——可能会很具挑战性。”
FRNSIC生成的故事情节可能对科罗拉多河流域未来的应用有益，例如理解干旱事件对人口适应和演变的影响。
“这使政策制定者能够考虑各种情况，并评估不同干预措施在每个故事情节中可能对流域的影响，”哈吉米哈伊尔说。“这些干旱情景可以澄清潜在后果，这反过来可以协助谈判或在征求利益相关者的意见时提供帮助。”
参与该研究的贡献者有康奈尔大学教授帕特里克·里德；弗吉尼亚大学助理教授朱莉安娜·奎因；地理空间科学家克里斯·弗农；以及来自太平洋西北国家实验室的软件工程师特拉维斯·瑟伯。
这项研究得到了美国能源部科学办公室的支持，属于地球和环境系统建模计划内的多部门动态倡议。
