Urmărirea modului în care ploile se transformă pe suprafața Pământului ar putea ajuta la prognoza inundațiilor

Prin cartografierea modului în care ploile de ploaie determină scăderea și umflarea scoarței Pământului, oamenii de știință ar putea într-o zi să prognozeze mai bine inundațiile.

Când uraganul Harvey a lovit sudul Statelor Unite în august 2017, a zdrobit recordurile de precipitații și a stropit regiunea cu aproximativ 95 de kilometri cubi de apă, lăsând orașe precum Houston inundate. Folosind datele zilnice de altitudine de la 219 stații GPS de-a lungul căii lui Harvey, oamenii de știință au urmărit ridicarea și căderea suprafeței Pământului. „Ideea a fost să încercăm să oferim o nouă abordare pentru urmărirea apei pluviale”, spune Christopher Milliner, geodez la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA din Pasadena, California.

Greutatea apei a făcut ca unele părți ale Coastei Golfului să se scufunde cu până la 21 de milimetri și apoi să revină, în funcție de cât de repede s-a scurs sau s-a evaporat apa, raportează Milliner și colegii săi online pe 19 septembrie în Progresele științei. O astfel de urmărire ar putea ajuta previziunile viitoare privind modul în care se pot mișca apele de inundații și unde s-ar putea reuni.

Chestii grele

Stațiile GPS (puncte colorate) au înregistrat scufundarea scoarței Pământului cu până la 21 de milimetri după ce uraganul Harvey a atins pământul în Houston pe 25 august 2017 și a făcut zig-zag deasupra liniei de coastă (linia roșie).

Modificări de altitudine cauzate de greutatea precipitațiilor uraganului Harvey

Prognozele meteorologice urmăresc deja în mod fiabil unde cad cantități mari de ploaie, ajutând comunitățile să se pregătească pentru potențiale inundații. Dar aceste prognoze nu pot prezice întotdeauna unde va ajunge apa sau cum va afecta căile navigabile din zonă. Deci, echipa lui Milliner a început cu o întrebare: „Odată ce Harvey a depus acea apă, ce s-a întâmplat cu ea?”

Greutatea apelor de inundații ale lui Harvey a provocat fluctuații ale înălțimii suprafeței Pământului. Supravegherea acestei deformări a scoarței a indicat exact locul în care apa s-a strâns când uraganul a trecut deasupra capului și i-a ajutat pe cercetători să calculeze greutatea apei. Echipa a descoperit că rețeaua GPS a înregistrat o urmă de pământ care s-a scufundat sub greutatea ploii după ce Harvey a atins pământul în Texas, s-a curbat înapoi în mare și apoi a căzut a doua oară de-a lungul graniței Texas-Louisiana.

În timpul furtunii, 25 de kilometri cubi de apă – aproximativ volumul lacului Champlain din Vermont – s-au strâns în cartierele din jurul Houston. În zilele de după Harvey, mare parte din pământul scufundat a revenit pe măsură ce apa curgea spre mare cu o rată de 8 kilometri cubi pe zi. Apoi, în următoarele cinci săptămâni, aproape 1 kilometru cub de apă subterană a fost pierdut în atmosferă prin evapotranspirație în fiecare zi, stimulând și mai mult o creștere lentă a scoarței Pământului. Milliner spune că el și echipa sa au fost surprinși că rețelele GPS au fost capabile să surprindă creșterea treptată.

Sistemele GPS au fost folosite pentru a urmări deformarea crustalei de zeci de ani, dar de obicei la intervale de timp lunare sau anuale. De exemplu, oamenii de știință au calculat rata de tasare și ridicare în Valea Centrală a Californiei în timpul secetei din 2011-2017 și au trasat greutatea stratului de zăpadă din Himalaya. Oamenii de știință au folosit, de asemenea, sondaje de teren, imagini optice și alte sisteme de satelit – cum ar fi Gravity Recovery and Climate Experiment, sau GRACE, sateliți care urmăresc modificările gravitației Pământului – pentru a diagrama deformarea crustei.

Cartografierea precipitațiilor

Prognozele și rapoartele meteorologice, cum ar fi această hartă a câte ploi a căzut pe Houston în cele cinci zile după lovirea lui Harvey, nu arată unde va merge apa. Oamenii de știință speră că, urmărind calea apelor de inundații, pot îmbunătăți predicțiile de inundații.

Echipa lui Milliner „a procesat datele foarte rapid”, spune Estelle Chaussard, geodez la Universitatea din Buffalo din New York, care nu a fost implicată în studiu. „Acest lucru ar putea deveni ceva pe care l-am putea folosi în intervale scurte de timp pentru a încerca să ajutăm răspunsul și să înțelegem mai bine unde se îndreaptă apa de inundație.”

Următorul pas este testarea acestei metode împotriva furtunilor mai mici, spune Milliner. Deoarece Harvey a aruncat atât de multă apă, a fost relativ ușor de măsurat. El ar dori să se asigure că tehnica este suficient de sensibilă pentru a cartografi zonele stropite de furtuni care duc mai puține ploaie, dar care încă au potențialul de a provoca probleme de inundații.