Quando l'uragano Maria ha colpito frontalmente Porto Rico come tempesta di categoria 4 con venti fino a 155 miglia all'ora nel settembre 2017, ha danneggiato le case, città allagate, devastò le foreste dell'isola e causò il più lungo black-out elettrico nella storia degli Stati Uniti.

Due nuovi sforzi di ricerca della NASA approfondiscono gli effetti di vasta portata dell'uragano Maria sulle foreste dell'isola come si vede nelle rilevazioni aeree e sull'accesso all'energia e all'elettricità dei suoi residenti come si vede nei dati dallo spazio. Le scoperte, presentato lunedì all'incontro dell'American Geophysical Union a Washington, illustrano l'incredibile portata dei danni dell'uragano Maria sia all'ambiente naturale che alle comunità.

Un'isola diventata buia

Di notte, La Terra è illuminata da file luminose di strade punteggiate da città e paesi simili a perle mentre la luce artificiale creata dall'uomo è al centro della scena. Durante l'uragano Maria, Le luci di Porto Rico si sono spente.

Nei giorni, settimane e mesi che seguirono, ricercatore fisico Miguel Román presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ei suoi colleghi hanno sviluppato mappe dell'illuminazione su scala di quartiere nelle comunità di Porto Rico. Per fare questo, hanno combinato i dati satellitari giornalieri della Terra di notte dal satellite NASA/NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership con i dati USGS/NASA Landsat e i dati OpenStreetMap. Hanno monitorato dove e quando è stata ripristinata la rete elettrica, e ha analizzato i dati demografici e gli attributi fisici dei quartieri più colpiti dalle interruzioni di corrente.

Una quota sproporzionata di interruzioni di corrente di lunga durata si è verificata nelle comunità rurali. Lo studio ha rilevato che il 41 per cento dei comuni rurali di Porto Rico ha subito periodi prolungati di interruzione, rispetto al 29 per cento delle aree urbane. Quando combinato, le interruzioni di corrente nelle comunità rurali di Porto Rico hanno rappresentato il 61 percento del costo stimato di 3,9 miliardi di ore di interruzione dei clienti, sei mesi dopo l'uragano Maria. Queste regioni sono principalmente rurali nell'interno montuoso dell'isola, dove i residenti sono rimasti senza energia per oltre 120 giorni. Però, aree ancora più densamente popolate avevano tassi di recupero variabili tra quartieri, con le periferie spesso in ritardo rispetto ai centri urbani.

La differenza tra i tassi di recupero urbano e rurale è in parte dovuta alla configurazione centralizzata della rete energetica di Porto Rico che dirige tutta l'energia verso posizioni prioritarie piuttosto che in base alla vicinanza alla centrale elettrica più vicina, ha detto Roman. Le aree sono state privilegiate, in parte, in base alla loro densità di popolazione, che è uno svantaggio per le zone rurali. All'interno delle città, anche le case unifamiliari e le aree suburbane a bassa densità sono rimaste senza elettricità più a lungo.

"Non è solo l'elettricità che si perde, " ha detto Román. "Danni di tempesta alle strade, linee elettriche e ponti ad alta tensione hanno provocato guasti a cascata in più settori, rendendo molte aree inaccessibili agli sforzi di recupero. Quindi le persone hanno perso l'accesso ad altri servizi di base come l'acqua corrente, servizi igienico-sanitari, e cibo per lunghi periodi di tempo."

L'assenza di elettricità, come si vede nei dati delle luci notturne, offre un nuovo modo di visualizzare gli impatti dei temporali sulle comunità vulnerabili in tutto il Porto Rico su base giornaliera. È un indicatore visibile dallo spazio che le infrastrutture critiche, oltre il potere, potrebbe anche essere danneggiato, compreso l'accesso al carburante e ad altri rifornimenti necessari. Le comunità locali con interruzioni di corrente di lunga durata corrispondono anche ad aree che hanno segnalato la mancanza di accesso alle risorse mediche.

Il prossimo passo per Román quando si guarda ai disastri futuri è andare oltre i dati delle luci notturne e sincronizzarli con le informazioni aggiornate sulle infrastrutture locali:strade, ponti, connettività internet, fonti di acqua pulita, in modo che quando le luci sono spente, i soccorritori possono incrociare i dati energetici con altri colli di bottiglia dell'infrastruttura che devono essere prima risolti, che aiuterebbe a identificare le comunità a rischio e allocare le risorse.

La foresta tagliata dal ronzio

La pioggia battente e i venti dell'uragano Maria hanno anche trasformato il lussureggiante paesaggio della foresta pluviale tropicale di Porto Rico. Il ricercatore Doug Morton di Goddard faceva parte del team di ricercatori della NASA che aveva esaminato le foreste di Porto Rico sei mesi prima della tempesta. Il team ha utilizzato il Lidar di Goddard, Iperspettrale, e termica (G-LiHT) Airborne Imager, un sistema progettato per studiare la struttura e la composizione delle specie delle foreste. Tiro a 600, 000 impulsi laser al secondo, G-LiHT produce una vista 3D della struttura forestale in alta risoluzione, che mostra i singoli alberi in dettaglio dal suolo alla cima degli alberi. Ad aprile 2018, post-Maria, il team è tornato indietro e ha rilevato le stesse tracce del 2017.

Confrontando i dati prima e dopo, il team ha scoperto che dal 40 al 60 percento degli alberi ad alto fusto che formavano la chioma della foresta erano danneggiati, o spezzato a metà, sradicati da forti venti o persi grossi rami.

"Maria ha tagliato i capelli alle foreste dell'isola, " disse Morton. "L'isola ha perso così tanti grandi alberi che l'altezza complessiva delle foreste è stata ridotta di un terzo. Abbiamo praticamente visto 60 anni di ciò che altrimenti considereremmo i disturbi naturali della caduta degli alberi accadere in un giorno".

Gli ingenti danni alle foreste di Porto Rico hanno avuto effetti di vasta portata, ha detto Morton. Gli alberi caduti che non stabilizzano più il suolo sui pendii con le loro radici così come i rami abbattuti possono contribuire a frane e colate detritiche, aumento dell'erosione, e scarsa qualità dell'acqua in torrenti e fiumi dove si accumulano sedimenti.

Inoltre, le indagini lidar sull'isola confermano i risultati presentati all'AGU dall'ecologa Maria Uriarte alla Columbia University di New York City, che ha esaminato i tassi di morte e danneggiamento degli alberi nei terreni del sito di ricerca ecologica a lungo termine della National Science Foundation Luquillo. Uriarte ha scoperto che alcune specie di alberi erano più suscettibili ai danni del vento forte, mentre altri come le palme, sopravvisse a tassi più alti, insieme ad arbusti e alberi più corti nel sottobosco.

Morton e Uriarte continueranno a seguire il destino delle foreste portoricane mentre si riprendono dai danni degli uragani utilizzando la tecnologia laser da terra per effettuare misurazioni dettagliate della ricrescita delle foreste.