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Mentre più pioggia cade su un pianeta che si sta riscaldando, un nuovo modello di computer mostra che potrebbe non essere necessario un acquazzone per causare un'interruzione diffusa delle reti stradali. Il modello ha combinato i dati sulle reti stradali con le colline e le valli della topografia per rivelare "punti critici" in corrispondenza dei quali anche piccoli aumenti localizzati della pioggia causano interruzioni stradali diffuse.
Le scoperte, che sono stati testati utilizzando i dati dell'impatto dell'uragano Harvey nell'area di Houston, sono stati pubblicati oggi in Comunicazioni sulla natura .
"Per prepararsi al cambiamento climatico, dobbiamo sapere dove le inondazioni portano ai maggiori disagi nelle vie di trasporto. La scienza delle reti in genere punta alle interazioni più grandi, o le rotte più trafficate. Non è quello che vediamo qui, " disse Jianxi Gao, un assistente professore di informatica al Rensselaer Polytechnic Institute, e autore principale dello studio. "Un po' di danni causati dalle inondazioni possono causare guasti improvvisi e diffusi".
Gao, uno scienziato di rete, ha lavorato con scienziati ambientali presso la Beijing Normal University e un fisico presso la Boston University per riconciliare i tradizionali modelli scientifici di rete che prevedono l'impatto di specifiche interruzioni su una rete stradale con modelli di scienza ambientale che prevedono come la topografia influenza le inondazioni. La scienza della rete tradizionale prevede livelli continui di danno, nel qual caso l'eliminazione di strade o incroci minori provocherebbe solo lievi danni alla rete. Ma a causa di come l'acqua scorre sulla terra, aggiungendo informazioni topografiche si ottiene una previsione più accurata.
In Florida, un aumento da 30 mm a 35 mm di pioggia ha eliminato il 50 percento della rete stradale. E a New York, Gao ha scoperto che un deflusso maggiore di 45 mm isolava la parte nord-orientale dello stato dall'interno degli Stati Uniti.
Nella provincia cinese di Hunan, un aumento da 25 mm a 30 mm di pioggia ha messo fuori uso il 42% della rete stradale provinciale. Nella provincia del Sichuan, un aumento delle precipitazioni da 95 mm a 100 mm mette fuori gioco il 48,7 per cento della rete stradale provinciale. E nel complesso, e un aumento da 160 mm a 165 mm di pioggia ha eliminato il 17,3% della rete stradale in Cina e ha improvvisamente isolato la parte occidentale della Cina continentale.
I ricercatori hanno convalidato il loro modello confrontando i risultati previsti con le interruzioni stradali osservate a Houston e nel sud-est del Texas causate dall'uragano Harvey. Il loro modello prevedeva il 90,6% delle chiusure stradali segnalate e il 94,1% delle strade allagate segnalate.
"Abbiamo decifrato i dati. L'uragano Harvey ha causato alcune delle interruzioni stradali più estese nella storia degli Stati Uniti, e il nostro modello prevedeva che il danno, " Ha detto Gao. "L'aggiunta di informazioni 3D causa modelli di guasto più insoliti di quanto ci aspettassimo, ma ora abbiamo sviluppato le equazioni matematiche per prevedere quei modelli".