La pioggia che ha inondato il nord dell'Inghilterra è l'ultima di una lunga serie di eventi alluvionali che stanno diventando la nuova normalità del paese. Infatti, attraverso il mondo, si prevede che le inondazioni diventeranno più frequenti e più estreme man mano che il pianeta si riscalda.

Costruire solide difese contro le inondazioni e modellare le aree vulnerabili è fondamentale se vogliamo evitare la perdita di vite umane e mezzi di sussistenza a causa di questi eventi meteorologici devastanti. Ma la nostra nuova ricerca rivela che la capacità dei fiumi di mantenere l'acqua che scorre all'interno delle loro sponde può cambiare rapidamente e, non riconoscendolo, alcuni modelli di alluvione e difese potrebbero non essere equipaggiati per affrontare le conseguenze quando lo fanno.

Molti pensano che le inondazioni siano dovute a forti piogge. Questo è vero, ma solo una parte della spiegazione. Le inondazioni si verificano anche quando la quantità di acqua che scorre dalla terra supera la capacità dei fiumi di trasportare quel flusso, come è avvenuto di recente quando il fiume Don ha violato le difese contro le inondazioni nell'area di Sheffield. Così, le inondazioni sono in parte causate dalla quantità di pioggia caduta, in parte dall'umidità che è già nel terreno, e in parte dalla capacità dei fiumi di contenere l'acqua all'interno dei loro canali.

Ciò significa che se le capacità dei canali fluviali cambiano, quindi due eventi piovosi identici che cadono su un terreno ugualmente umido possono causare allagamenti di gravità molto diversa.

La maggior parte dei fiumi cambia per sempre. Sono modellati dai sedimenti e dall'acqua che trasportano. Gli esseri umani hanno modificato in qualche modo la maggior parte dei fiumi del mondo. In alcuni casi ciò avviene per influenza diretta, come la costruzione di dighe o l'ingegneria fluviale. Altre influenze sono indirette:costruire sul terreno vicino riduce la capacità del terreno di assorbire acqua, l'agricoltura attinge acqua dai fiumi, e la deforestazione lascia che più acqua scorra altrove.

I fiumi rispondono anche ai cambiamenti climatici. Durante i periodi più secchi, meno acqua scorre attraverso i sistemi fluviali. Ciò significa che spesso c'è meno energia per spostare i sedimenti nei loro letti, quindi i livelli del letto del fiume possono aumentare progressivamente, diminuendo la portata del fiume. L'abbondante crescita delle piante all'interno del canale può anche ridurre la capacità di un canale fluviale rallentando il flusso.

Ma non è sempre facile prevedere come cambieranno i fiumi. Cambiamenti estremi nella forma e nella capacità del canale possono verificarsi molto rapidamente. Dopo una recente inondazione in Spagna, un fiume è salito di quasi un metro mentre enormi volumi di sedimenti provenienti da monte sono stati spostati e scaricati più avanti. Nei sistemi fluviali tropicali, che tendono a trasportare più sedimenti rispetto ai fiumi temperati, questi cambiamenti possono essere diversi metri.

Rischio incerto

Sfortunatamente, tali cambiamenti sono generalmente ignorati dagli ingegneri e dai modellisti delle inondazioni, che generalmente trattano il canale come una caratteristica fissa. Se i fiumi cambiano effettivamente la loro portata nello spazio e nel tempo, quindi le stime della probabilità di alluvione potrebbero essere errate, mettendo a rischio persone e cose.

Motivato da queste preoccupazioni, abbiamo studiato il ritmo con cui si verificano i cambiamenti di canale, e fino a che punto queste alterazioni potrebbero essere determinate dal clima. Siamo partiti da un semplice modello concettuale:il clima controlla le precipitazioni, le precipitazioni influenzano il flusso del fiume, e la capacità del canale delle forme di flusso del fiume.

Mancavano osservazioni dirette di questo collegamento nei sistemi fluviali in tempi brevi. Così, ne abbiamo presi 10, 000 misurazioni della capacità di 67 fiumi negli Stati Uniti, copre un periodo di quasi 70 anni. Abbiamo anche raccolto dati sulle precipitazioni e sul flusso dei fiumi, valutare come i cambiamenti climatici abbiano influito sulla portata dei fiumi.

Abbiamo scoperto che i cambiamenti temporanei nella capacità del fiume, che dura da anni a decenni, erano molto più frequenti di quanto si pensasse in precedenza. Globale, la capacità del fiume tende ad aumentare durante i periodi più umidi della media a causa della maggiore erosione dei canali fluviali, e diminuire nei periodi di siccità.

Abbiamo anche scoperto che i cicli climatici pluriennali che influenzano i modelli regionali delle precipitazioni, come l'Oscillazione meridionale di El Niño, possono causare l'espansione e la contrazione anche della capacità del canale, forse su scala globale. Armato di questa conoscenza, potremmo eventualmente essere in grado di prevedere come cambia la portata dei fiumi, e quindi comprendere meglio il rischio di alluvioni.

Nelle regioni temperate come il Regno Unito, dove i fiumi tendono ad essere vegetati, pesantemente ingegnerizzato e relativamente stabile, delicati cambiamenti nella capacità del canale sono difficili da rilevare ed è improbabile che mettano a rischio la vita. Però, nei sistemi fluviali che trasportano elevati volumi di sedimenti, o in parti del mondo dove le precipitazioni variano notevolmente durante l'anno, improvvise riduzioni della capacità del fiume possono aumentare notevolmente il rischio di inondazioni per gli insediamenti vicini. Per esempio, il fiume Gange-Brahmaputra in India e Bangladesh rientra in questa categoria. La sua capacità sta già cambiando, e le sue pianure alluvionali sono tra le più densamente popolate al mondo.

Sfortunatamente, abbiamo ancora una comprensione molto scarsa della natura e delle cause dei cambiamenti di capacità del canale nella maggior parte delle regioni e sono i luoghi più a rischio che tendono ad avere meno dati. Per capire meglio cosa sta succedendo, dobbiamo utilizzare le immagini satellitari per monitorare la velocità con cui i fiumi rispondono ai cambiamenti climatici. Quello che non possiamo ancora fare però è monitorare l'adeguamento del fiume in tempo reale. Lo sviluppo di tecnologie che facciano questo migliorerebbe notevolmente la nostra comprensione di come i cambiamenti nella forma e nella capacità dei fiumi influenzino il rischio di alluvioni in tutto il mondo.

Fino a quando queste informazioni non diventano evidenti, i modelli di alluvione e le strutture di difesa dovrebbero incorporare questo rischio incerto nei loro progetti. Ciò potrebbe fare la differenza per coloro che vivono in aree vulnerabili.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.