La gente che camminava ha allagato le strade di New Orleans dopo che gli argini si sono rotti dalle mareggiate causate dall'uragano Katrina. Guarda altre foto della tempesta. Michael Lewis/National Geographic/Getty Images L'acqua è una delle cose più utili sulla Terra. lo beviamo, fare il bagno in esso, pulire con esso e usarlo per cucinare il cibo. La maggior parte delle volte, è completamente benigno. Ma in quantità abbastanza grandi, le stesse cose che usiamo per sciacquare uno spazzolino da denti possono ribaltare le auto, demolire case e persino uccidere.
Le inondazioni hanno mietuto milioni di vite solo negli ultimi cento anni, più di ogni altro fenomeno meteorologico. L'uragano Katrina a New Orleans e il ciclone del 2008 che ha colpito il Myanmar sono esempi recenti della vasta devastazione che possono subire le inondazioni.
In questo articolo, scopriremo cosa fa cambiare carattere all'acqua così rapidamente e vedremo cosa succede quando lo fa. Esploreremo l'impatto negativo delle inondazioni e alcuni dei benefici. Esamineremo anche come la costruzione umana può contenere le inondazioni o, in alcuni casi, causarlo.
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Inondazioni di terreni agricoli nel Missouri. Forti piogge nella primavera e nell'estate del 1993 hanno inondato le aree in tutto il Midwest degli Stati Uniti, portando il governo federale a dichiarare 500 contee in nove stati come aree di grave disastro. Per capire come funzionano le inondazioni, devi sapere qualcosa su come si comporta l'acqua sul nostro pianeta. La quantità totale di acqua sulla Terra è rimasta abbastanza costante per milioni di anni (sebbene la sua distribuzione sia variata considerevolmente in quel periodo). Ogni giorno, una piccolissima quantità di acqua si perde in alto nell'atmosfera, dove intensi raggi ultravioletti possono rompere una molecola d'acqua, ma nuova acqua viene emessa anche dall'interno della Terra, dall'attività vulcanica. La quantità di acqua che si crea e la quantità che si perde sono praticamente uguali.
In qualsiasi momento, questo volume d'acqua è in molte forme diverse. Può essere liquido, come negli oceani, fiumi e pioggia; solido, come nei ghiacciai del Polo Nord e del Polo Sud; o gassoso, come nel vapore acqueo invisibile nell'aria. L'acqua cambia da stato a stato mentre viene spostata in tutto il pianeta da correnti di vento . Le correnti del vento sono generate dall'attività di riscaldamento del sole. Il sole splende di più nell'area intorno all'equatore terrestre che nelle aree più a nord e a sud, causando una discrepanza termica sulla superficie del globo. Nelle regioni più calde, l'aria calda sale nell'atmosfera, tirando aria più fresca nello spazio vuoto. Nelle regioni più fredde, lavandini dell'aria fredda, tirando aria più calda nello spazio vuoto. La rotazione della Terra interrompe questo ciclo, quindi ce ne sono diversi, cicli di correnti d'aria più piccoli lungo tutto il globo.
Spinto da questi cicli di correnti d'aria, L'approvvigionamento idrico della Terra si muove in un proprio ciclo. Quando il sole riscalda gli oceani, acqua liquida dalla superficie dell'oceano evapora in vapore acqueo nell'aria. Il sole riscalda quest'aria (vapore acqueo e tutto il resto) in modo che salga attraverso l'atmosfera e sia trasportata dalle correnti del vento. Quando questo vapore acqueo sale, si raffredda di nuovo, condensazione in goccioline di acqua liquida (o cristalli di ghiaccio solido). Le raccolte di queste goccioline sono chiamate nuvole . Se una nuvola si sposta in un ambiente più fresco, più acqua può condensare su queste goccioline. Se si accumula abbastanza acqua in questo modo, le goccioline diventano abbastanza pesanti da cadere nell'aria come precipitazione (piovere, neve, nevischio o grandine). Parte di quest'acqua si raccoglie in grandi, serbatoi sotterranei, ma la maggior parte forma fiumi e torrenti che sfociano negli oceani, riportando l'acqua al punto di partenza.
Globale, le correnti di vento nell'atmosfera sono abbastanza consistenti. In un determinato periodo dell'anno, le correnti tendono a muoversi in un certo modo attraverso il globo. Di conseguenza, luoghi specifici generalmente sperimentano lo stesso tipo di condizioni meteorologiche di anno in anno. Ma di giorno in giorno, il tempo non è così prevedibile. Le correnti di vento e le precipitazioni sono influenzate da molti fattori, principalmente la geografia e le condizioni meteorologiche vicine. Un numero enorme di fattori si combinano in un'infinita varietà di modi, producendo tutti i tipi di tempo. Occasionalmente, questi fattori interagiscono in modo tale che un volume atipico di acqua liquida si raccolga in una zona. Per esempio, condizioni occasionalmente causano la formazione di un uragano, che scarica una grande quantità di pioggia ovunque vada. Se un uragano indugia su una regione, o più uragani si muovono attraverso l'area, il terreno riceve molte più precipitazioni del normale.
Nel 1927, il fiume Mississippi straripò, inondando molte città lungo la sua costa. Foto per gentile concessione NOAA Poiché i corsi d'acqua si formano lentamente nel tempo, la loro dimensione è proporzionata alla quantità di acqua che normalmente si accumula in quella zona. Quando improvvisamente c'è un volume d'acqua molto maggiore, i normali corsi d'acqua straripano, e l'acqua si spande sulla terra circostante. Al suo livello più elementare, ecco cos'è un'alluvione:un anomalo accumulo di acqua in un'area di terra.
Una serie di tempeste che portano enormi quantità di pioggia è la causa più comune di inondazioni, ma ce ne sono altri. Nella sezione successiva, esamineremo alcuni dei modi in cui iniziano le inondazioni, così come alcuni dei fattori che ne determinano l'entità.
Le forti piogge della primavera del 2001 hanno allagato Davenport, Iowa. Fino a quando le acque si sono calmate, la gente del posto doveva spostarsi in città in barca a remi. Foto di notizie FEMA Nell'ultima sezione, abbiamo visto che le inondazioni si verificano quando un volume d'acqua atipico si accumula in un'area. Ci sono diversi modi in cui ciò potrebbe accadere, e c'è una vasta gamma di eventi che si verificano quando accade.
Il tipo di inondazione con cui la maggior parte delle persone ha familiarità si verifica quando un numero insolitamente elevato di temporali colpisce un'area in un periodo di tempo abbastanza breve. In questo caso, i fiumi ei torrenti che deviano l'acqua verso l'oceano vengono semplicemente travolti. Le diverse temperature delle diverse stagioni portano a modelli meteorologici diversi. In inverno, Per esempio, l'aria sull'oceano potrebbe essere più calda dell'aria sulla terraferma, facendo sì che il flusso del vento si sposti dalla terra al mare. Ma in estate, l'aria sopra la terra si riscalda, diventando più caldo dell'aria sopra l'oceano. Questo fa sì che la corrente del vento si inverta, in modo che più acqua dall'oceano venga raccolta e trasportata sulla terraferma. Questo monsone sistema eolico può causare un periodo di pioggia intensa che è completamente fuori dal clima per il resto dell'anno. In alcune zone, questa inondazione può essere esacerbata dall'acqua in eccesso dovuta allo scioglimento della neve.
Durante l'alluvione del 1993, volontari a St. Genevieve, Missouri, sacchi di sabbia riempiti per costruire argini improvvisati. Foto di notizie FEMA Forse l'esempio più noto di inondazioni stagionali è l'espansione annuale del fiume Nilo in Egitto. Nell'antico Egitto, le piogge monsoniche alla sorgente del fiume farebbero sì che il corso d'acqua si estenda per una buona distanza durante l'estate. In questo caso, l'alluvione non è stata un disastro, ma una manna dal cielo. Le acque in espansione lascerebbero limo fertile lungo le sponde del fiume, rendendo l'area ideale terreno agricolo una volta che il fiume si fosse nuovamente placato. Questo è uno dei principali fattori che ha permesso alla civiltà di prosperare nel deserto egiziano. In questi giorni, il fiume è bloccato da una diga a monte, che raccoglie la pioggia estiva e la distribuisce durante tutto l'anno. Ciò ha esteso la stagione della semina in modo che le fattorie egiziane possano coltivare raccolti tutto l'anno.
Un'altra fonte comune di inondazioni è l'insolita attività delle maree che estende la portata dell'oceano più all'interno del normale. Ciò potrebbe essere causato da particolari modelli di vento che spingono l'acqua dell'oceano in una direzione insolita. Può anche essere causato da tsunami , grandi onde nell'oceano innescate da uno spostamento nella crosta terrestre.
Centro di Johnstown, Pennsylvania, dopo la disastrosa alluvione del 1889. Oltre a distruggere Johnstown, il muro d'acqua inondò anche i paesi piu' a valle, ' compreso Washington, D.C. Foto per gentile concessione NOAA Foto per gentile concessione NOAA 
Centro di Johnstown, Pennsylvania, dopo la disastrosa alluvione del 1889. Oltre a distruggere Johnstown, il muro d'acqua inondò anche i paesi piu' a valle, ' compreso Washington, D.C. Foto per gentile concessione NOAA Foto per gentile concessione NOAA Inondazioni possono verificarsi anche quando un artificiale diga pause. Costruiamo dighe per modificare il flusso dei fiumi in base ai nostri scopi. Fondamentalmente, la diga raccoglie l'acqua del fiume in un grande serbatoio in modo che possiamo decidere quando aumentare o diminuire la portata del fiume, piuttosto che lasciare che sia la natura a decidere. Gli ingegneri costruiscono dighe che resistono a qualsiasi quantità di acqua che è probabile che si accumuli. Occasionalmente, però, si accumula più acqua di quanto previsto dagli ingegneri, e la struttura della diga si rompe sotto pressione. Quando questo accade, una quantità enorme di acqua viene rilasciata tutta in una volta, provocando un violento "muro" d'acqua per spingere attraverso la terra. Nel 1889, una tale inondazione si è verificata a Johnstown, Pennsylvania. I cittadini furono avvertiti che stava arrivando il diluvio, ma molti hanno liquidato l'allerta come panico infondato. Quando il impetuoso muro d'acqua colpì, più di 2, 000 persone sono state uccise in pochi minuti.
La gravità di un'alluvione dipende non solo dalla quantità di acqua che si accumula in un periodo di tempo, ma anche sulla capacità della terra di affrontare quest'acqua. Come abbiamo visto, un elemento di questo è la dimensione dei fiumi e dei torrenti in un'area. Ma un fattore altrettanto importante è il terreno assorbenza . Quando piove, il suolo agisce come una sorta di spugna. Quando la terra è saturato -- questo è, ha assorbito tutta l'acqua che può -- più acqua che si accumula deve fluire come deflusso .
Alcuni materiali si saturano molto più rapidamente di altri. Per vedere come funziona, basta prendere un secchio d'acqua fuori e provare a bagnare varie superfici. Il terreno nel mezzo della foresta è un'ottima spugna. Potresti versarci sopra diversi secchi d'acqua e assorbirebbe l'acqua. La roccia non è così assorbente:non sembra assorbire affatto l'acqua. L'argilla dura cade da qualche parte nel mezzo. In genere, il terreno che è stato lavorato per i raccolti è meno assorbente dei terreni incolti, quindi le aree agricole possono avere maggiori probabilità di subire inondazioni rispetto alle aree naturali.
Una delle superfici meno assorbenti intorno è il cemento. Nella sezione successiva, vedremo quanto concreto, l'asfalto e altre costruzioni umane possono influenzare le inondazioni.
Strade allagate a St. Genevieve, Missouri. La piccola città era una delle tante città del Midwest devastate dalle inondazioni nell'estate del 1993. FEMA News Photo Nell'ultima sezione, abbiamo visto che il grado di allagamento è determinato dalla quantità di acqua che si accumula in un'area, così come la natura della superficie terrestre. Con l'espandersi della civiltà, gli esseri umani hanno alterato il paesaggio in diversi modi. Nel mondo occidentale, uno dei cambiamenti più significativi è stato il rivestimento del terreno in asfalto e cemento. Ovviamente, queste superfici non sono le migliori spugne in circolazione:quasi tutta la pioggia che si accumula diventa ruscellamento. In una zona industrializzata senza un buon sistema di drenaggio, potrebbe non essere necessaria molta pioggia per causare allagamenti significativi.
Alcune città, come Los Angeles, hanno costruito canali di sfiato in cemento per prevenire questo problema. Quando piove molto, l'acqua scorre in questi canali, che si snodano fuori città dove l'acqua può essere assorbita meglio. Questi tipi di sistemi possono causare allagamenti più in là lungo la linea, però. Quando si copre un'area in cemento e asfalto, stai essenzialmente tagliando parte della spugna naturale della Terra, quindi il resto della spugna ha molta più acqua da trattare.
Un problema simile può sorgere con argini , grandi muraglie costruite lungo i fiumi per impedire loro di straripare. Queste strutture estendono le sponde naturali del fiume in modo che molta più acqua possa fluire attraverso di esso. Ma mentre possono essere efficaci nel tenere l'acqua fuori da un'area, di solito peggiorano i problemi per un'area lungo la linea, dove non ci sono argini. Quella zona riceve tutte le acque alluvionali che si sarebbero estese più a monte del fiume. Un altro pericolo degli argini è che, come dighe, possono rompersi. Quando questo accade, una grande quantità di acqua defluisce sul terreno in un breve periodo di tempo. Ciò può causare alcune delle condizioni di alluvione più pericolose.
Muri frangiflutti nel Maryland, costruito per rallentare l'erosione della spiaggia Foto per gentile concessione NOAA La gente non ha avuto molto successo nel controllare le inondazioni lungo le coste. L'acqua eccessiva in queste aree è particolarmente distruttiva per le strutture artificiali a causa dell'erosione che provoca. Un metodo per controllare questa erosione è costruire recinzioni e muri dove l'acqua incontra la terra. Questo tiene a bada la potenza delle onde, quindi non logorano la spiaggia. Ma le strutture interferiscono anche con il processo di formazione della spiaggia. Quando impedisci all'acqua di muoversi contro la costa, l'oceano non può distribuire la sabbia e non si ottengono belle spiagge.
Un altro problema con recinzioni e muri è che c'è solo così tanto che possono fare. Fondamentalmente, le spiagge stanno cambiando ambiente, plasmato dalla forza travolgente dell'oceano. Loro sono, per loro stessa natura, ipotetico essere eroso e mosso dall'azione dinamica delle onde. Le inondazioni sono una parte regolare di questo processo, e molto probabilmente continuerà ad esserlo, qualunque cosa facciamo.
Un argine culatta lungo il fiume Mississippi, durante la grande alluvione del 1927 Foto courtesy NOAA Lo stesso si può dire per molte aree interne. Mentre un fiume può sembrarci una stalla, elemento inamovibile del paesaggio, è davvero un vibrante, entità dinamica. Ciò è particolarmente vero per i grandi fiumi, come il Mississippi negli Stati Uniti e lo Yangtze e Huang He in Cina. Col tempo, questi corsi d'acqua si espandono, spostano drasticamente il loro percorso e possono persino cambiare la direzione del flusso. Per questa ragione, il terreno intorno alle rive di un fiume è altamente suscettibile alle inondazioni.
Sfortunatamente, i fiumi sono anche attrattive naturali per la civiltà. Tra l'altro, forniscono una fornitura costante di acqua, terreni ricchi e un facile mezzo di trasporto. Quando il livello dell'acqua è basso, le persone costruiscono lungo le sue sponde e ne godono tutti i benefici. Ad un certo punto, arriva il momento che l'acqua si muova, e le persone che hanno costruito lungo le pianure alluvionali scoprono presto di vivere su un terreno accidentato. Se c'è una vasta costruzione in queste aree, i danni delle inondazioni possono essere devastanti.
Nella sezione successiva, esamineremo i diversi tipi di danni provocati dalle inondazioni per vedere come l'acqua ordinaria possa essere una forza devastante.
Auto ammucchiate da un'inondazione improvvisa del 1972 a Rapid City, Sud Dakota. Foto per gentile concessione NOAA I danni peggiori delle alluvioni, la perdita di vite e case, è causato principalmente dalla pura forza dell'acqua che scorre. In un diluvio, due piedi (61 cm) di acqua possono muoversi con una forza sufficiente per lavare via un'auto, e 15 cm di acqua possono farti cadere a terra. Può sembrare sorprendente che l'acqua, anche molta acqua, può imballare un tale wallop. Dopotutto, puoi nuotare tranquillamente nell'oceano senza essere sbattuto in giro, e questa è una quantità enorme di acqua in movimento. E nella maggior parte dei casi, un fiume che scorre non è abbastanza forte da rovesciarti. Allora perché le acque alluvionali si comportano in modo diverso?
Una casa portata a valle dall'alluvione del 1997 ad Arboga, California Foto per gentile concessione NOAA Le acque di piena sono più pericolose perché possono esercitare una pressione molto maggiore di un normale fiume o di un mare calmo. Ciò è dovuto alle enormi differenze di volume d'acqua che esistono durante molte inondazioni. In un diluvio, molta acqua può accumularsi in un'area mentre non c'è quasi acqua in un'altra area. L'acqua è abbastanza pesante, quindi si muove molto rapidamente per "trovare il proprio livello". Maggiore è la differenza tra i volumi d'acqua in un'area, maggiore è la forza di movimento. Ma in un punto particolare, l'acqua non sembra così profonda, e quindi non sembra particolarmente pericoloso, finché non è troppo tardi. Quasi la metà di tutte le morti per alluvione deriva da persone che tentano di guidare le loro auto attraverso l'acqua che scorre. C'è molta più acqua nell'oceano che in un diluvio, ma non ci abbatte perché è distribuito abbastanza uniformemente:l'acqua in un mare calmo non ha fretta di trovare il proprio livello.
Le inondazioni più pericolose sono inondazioni improvvise , che sono causati da un improvviso, intenso accumulo di acqua. Inondazioni improvvise colpiscono un'area subito dopo che l'acqua inizia ad accumularsi (sia per pioggia eccessiva che per un'altra causa), così tante volte, la gente non li vede arrivare. Poiché in un'area viene raccolta una grande quantità di acqua, le acque di piena improvvisa tendono a muoversi con molta forza, bussare alla gente, automobili e persino case fuori mano. Le inondazioni improvvise possono essere particolarmente devastanti quando un forte temporale scarica un alto volume di pioggia su una montagna. L'acqua scende dalla montagna a una velocità tremenda, solcando qualsiasi cosa nelle valli sottostanti.
un rimorchio, auto e palo del telefono accatastati da un'alluvione del 1977 in Georgia Foto per gentile concessione NOAA Una delle peggiori inondazioni improvvise della storia degli Stati Uniti si è verificata nel 1976, nel grande canyon di Thompson, Colorado. In meno di cinque ore, i temporali nelle aree vicine hanno scaricato più pioggia di quella che normalmente la regione sperimenta in un anno. Il grande fiume Thompson, normalmente un poco profondo, corso d'acqua lento, trasformato bruscamente in un torrente inarrestabile, scarico 233, 000 galloni (882, 000 L) di acqua nel canyon ogni secondo. Migliaia di campeggiatori si erano radunati nel canyon per celebrare il centenario dello stato del Colorado. L'alluvione è avvenuta così rapidamente che non c'era tempo per dare un avvertimento. Quando ha colpito, centinaia di persone sono rimaste ferite, e 139 sono stati uccisi.
Un tipo di danno meno catastrofico è la semplice umidità. La maggior parte degli edifici può tenere fuori la pioggia, ma non sono costruiti per essere a tenuta stagna. Se il livello dell'acqua è sufficientemente alto, un sacco di acqua penetra nelle case, ammollo tutto. Ma nella maggior parte dei casi, l'elemento più dannoso non è l'acqua stessa, ma il fango che porta con sé. Mentre l'acqua scorre sul paesaggio, raccoglie molta spazzatura. Quando il diluvio sarà finito, il livello dell'acqua scende e tutto alla fine si asciuga, ma il fango e i detriti restano lì intorno.
I soccorritori combattono a monte contro le acque impetuose in un'alluvione improvvisa del 1975 che colpì Rockville, Maryland. Foto per gentile concessione NOAA Nel 1966, una forte tempesta inondò l'Arno, un fiume italiano che attraversa la città di Firenze. La piccola città, una delle capitali mondiali dell'arte, fu invaso dall'acqua, fango e melma generale. Oltre alla perdita di vite umane e ai danni agli edifici, c'era un grande danno alla collezione d'arte della città. Fango e melma coprivano quasi tutto ciò che era immagazzinato negli scantinati e nelle stanze al piano terra della città. Attraverso molti anni di lavoro, scienziati e storici dell'arte sono stati in grado di riportare in buone condizioni la maggior parte dei manufatti danneggiati.
Un altro tipo di danno delle inondazioni è la diffusione delle malattie. Quando l'acqua scorre su un'area, può raccogliere tutti i tipi di sostanze chimiche e prodotti di scarto, portando a condizioni estremamente insalubri. Essenzialmente, tutto e tutti in un'alluvione galleggiano in una grande zuppa. Mentre le malattie di solito non sono create da queste condizioni, sono più facilmente trasferibili (la maggior parte delle malattie si diffondono attraverso l'acqua più facilmente di quanto si muovano attraverso l'aria). Se ti trovi in una zona allagata, è molto importante bere solo acqua in bottiglia o bollita e osservare altre linee guida igienico-sanitarie. Per saperne di più su cosa fare in condizioni di allagamento, dai un'occhiata a questa guida pubblicata dal Center for Disease Control.
Non riusciremo mai a fermare le inondazioni. È un elemento inevitabile nel complesso sistema meteorologico della nostra atmosfera. Noi possiamo, però, lavorare per ridurre al minimo i danni provocati dalle inondazioni, costruendo dighe sofisticate, argini e sistemi di canali. Ma il modo migliore per evitare i danni delle inondazioni potrebbe essere quello di abbandonare del tutto le aree soggette a inondazioni. Come per molti fenomeni naturali, la reazione più sensata alle inondazioni potrebbe essere quella di togliersi di mezzo.
