Classificazioni del rischio di alluvione fornite dal National Flood Hazard Layer per l'area di Houston-Galveston visualizzate su Landsat7 Global Imagery Mosaic in scala di grigi. Credito:Megan Miller
L'uragano Harvey si è abbattuto il 25 agosto 2017, poi si fermò sul Texas per tre giorni come una tempesta tropicale. La tempesta di categoria quattro ha causato 80 vittime, moltitudini di persone sfollate, e danneggiato più di 80, 000 case.
Il ricercatore dell'ASU Manoochehr Shirzaei della School of Earth and Space Exploration e l'ex studente laureato e autore principale Megan Miller (ora ricercatore post-dottorato presso il Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology) ha utilizzato i dati satellitari per mappare l'area di Houston-Galveston colpita dall'uragano Harvey per capire perché l'inondazione è stata così grave e diffusa. I risultati del loro studio sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Telerilevamento dell'ambiente .
Mappatura del Texas orientale con satelliti e radar
Per il loro studio, Miller e Shirzaei hanno mappato l'area del Texas orientale di Houston-Galveston colpita dall'uragano Harvey utilizzando i dati radar satellitari raccolti dai satelliti Sentinel-1 A/B dell'Agenzia spaziale europea e dall'Advanced Land Observing Satellite della Japan Aerospace Exploration Agency. Da questi dati, Miller e Shirzaei hanno quindi compilato un'istantanea dell'estensione dell'acqua stagnante nell'area dopo l'uragano.
Hanno anche misurato la subsidenza del terreno (quanto la superficie terrestre si sposta verso il basso) per l'area prima della tempesta utilizzando il radar ad apertura sintetica interferometrico spaziale (InSAR), una tecnica radar utilizzata per generare mappe di deformazione superficiale utilizzando differenze nella fase delle onde di ritorno al satellite. La tecnica può misurare i cambiamenti su scala millimetrica nella deformazione su intervalli di giorni o anni.
Gli indicatori rossi indicano l'inondazione e l'acqua stagnante alle 09:40 Central Daylight Time (14:40 Universal Coordinated Time) il 30 agosto, 2017, che viene rilevato utilizzando il rilevamento del cambiamento di intensità di backscattering SAR Sentinel-1A/B. Credito:Megan Miller
"I satelliti radar in orbita intorno alla Terra ci offrono l'opportunità di mappare le aree quando altre tecniche falliscono a causa della copertura nuvolosa e della mancanza di accesso a terra all'area del disastro, "dice Miller.
Nell'analizzare i dati satellitari, Miller e Shirzaei sono rimasti sorpresi nel vedere che vaste aree allagate cadevano al di fuori delle zone alluvionali designate dalla Federal Emergency Management Agency (FEMA) per 500 anni. "Ciò evidenzia la necessità di rivedere sia le mappe delle zone a rischio di alluvione che i piani di resilienza alle alluvioni nelle regioni costiere, " avverte Shirzaei.
Attraverso questa analisi, hanno riscontrato cedimenti del terreno nell'area di Houston-Galveston di oltre 0,19 pollici (5 millimetri) all'anno nell'85 percento dell'area allagata. Le probabili cause di subsidenza includono la compattazione dei sedimenti, estrazione delle acque sotterranee e produzione di idrocarburi.
Hanno concluso che il cedimento dell'area ha influito sulla gravità delle inondazioni modificando le quote di base dell'inondazione e le pendenze topografiche. "Il cedimento del terreno in corso nell'area di Houston potrebbe aver abbassato le strutture di controllo delle inondazioni e modificato i confini delle pianure alluvionali e il drenaggio delle inondazioni di base, che ha ulteriormente intensificato le inondazioni, " dice Shirzaei.
I pixel colorati contrassegnano le aree inondate da acqua stagnante il 30 agosto, 2017 alle 09:40 Central Daylight Time (14:40 Universal Coordinated Time) visualizzato su Landsat7 Global Imagery Mosaic in scala di grigi. La tonalità del colore indica la classificazione del rischio di alluvione fornita dal National Flood Hazard Layer per l'area di Houston-Galveston. Credito:Megan Miller
Strategie di resilienza alle inondazioni
"In un'epoca di cambiamenti climatici, gli estremi meteorologici stanno diventando più frequenti e intensi, " aggiunge Shirzaei. "La combinazione di precipitazioni estreme e condizioni del terreno stanno causando eventi alluvionali senza precedenti non solo nelle aree costiere come Houston-Galveston, ma anche negli stati del Midwest dove gli agricoltori hanno subito danni al bestiame e all'agricoltura, che si estende dall'Illinois alla Louisiana."
Sebbene le mappe di classificazione del rischio utilizzate dalla FEMA forniscano dati sulla pericolosità delle alluvioni, questo studio mostra che l'elevazione e la pendenza del terreno stanno cambiando rapidamente e queste mappe potrebbero dover essere aggiornate più frequentemente per tenere conto di tali cambiamenti.
Anche, la subsidenza del suolo riduce le terre costiere e le rende più vulnerabili alle inondazioni dovute all'innalzamento del livello del mare e alle mareggiate.
"Le lezioni apprese dalle inondazioni a seguito dell'uragano Harvey evidenziano le principali carenze degli attuali piani di resilienza alle alluvioni, ", afferma Shirzaei. "Incoraggiamo le parti interessate e le autorità di regolamentazione a utilizzare questi risultati per aggiornare le mappe dei pericoli e migliorare di conseguenza i piani di resilienza alle inondazioni per decidere quali misure precauzionali sono necessarie per le loro comunità".
All'orizzonte, Shirzaei e il suo team di ricerca stanno utilizzando le stesse tecniche di dati satellitari utilizzate in questo studio per concentrarsi sull'inondazione della primavera 2019 che ha devastato gli stati del Midwest. Esamineranno in particolare l'impatto delle inondazioni sulla salute delle colture agricole e sulla popolazione locale. Sperano di essere in grado di fornire raccomandazioni sull'aggiornamento di mappe e piani di resilienza per aiutare queste aree in futuro.
