Il 14 luglio 2021, tra i 60 ei 180 mm di pioggia sono caduti nella regione dell'Eifel in sole 22 ore, una quantità che altrimenti sarebbe caduta in diversi mesi e che ha portato a catastrofiche inondazioni. Gli eventi sono stati molto più distruttivi di quanto previsto dai modelli esistenti. I ricercatori dell'Helmholtz Center Potsdam—GFZ German Research Center for Geosciences indicano una serie di effetti che finora si sono verificati solo raramente in Europa centrale e quindi non sono stati presi sufficientemente in considerazione. Questi includono, in particolare, la mobilitazione del legno morto e dei sedimenti, entrambi effetti che probabilmente diventeranno più importanti con il progredire del cambiamento climatico. Michael Dietze e Ugur Öztürk riferiscono oggi sulla rivista Scienza sui meccanismi che hanno amplificato gli effetti dell'alluvione. Danno anche una prospettiva su un nuovo progetto di ricerca che inizia qui per rendere più realistici gli sforzi di anticipazione futuri.

Ricercatori come testimoni accidentali del disastro dell'alluvione

Il 14 luglio è un giorno di pioggia. Il ricercatore della GFZ Michael Dietze sta tornando da una visita sul campo nell'Eifel meridionale con i colleghi di Potsdam e dell'Università di Bonn. Tornando a nord, si rendono presto conto che ciò che sta accadendo appena fuori è più di una lunga pioggia battente:la visualizzazione dei dati online del misuratore Altenahr aumenta rapidamente ogni 15 minuti, più veloce della previsione effettiva, e più velocemente di quanto i ricercatori avrebbero voluto, perché le loro stesse misurazioni sono influenzate. L'inondazione dell'Ahr non è una cosa insolita:nell'ambito di un progetto di ricerca, Dietze e colleghi alcune settimane prima avevano installato diverse stazioni sismiche su una terrazza alta tre metri nella valle dell'Ahr, che si presumeva a distanza di sicurezza da condizioni di alluvione ostili. Volevano usarli per misurare il movimento del suolo causato dal movimento dei sedimenti e dalla turbolenza dell'acqua durante le inondazioni "regolari". Ora il livello è già un metro sopra la terrazza, le stazioni sono perse.

Effetti familiari, ma da altre parti del mondo

Quello che i ricercatori stavano vivendo qui, è solo una frazione dell'attuale catastrofe che sta compiendo il suo corso nelle valli dell'Ahr, Fiumi Erft e Rur. "L'inondazione nelle valli dell'Eifel fu molto più violenta, più veloce e più imprevedibile di quanto avessimo ipotizzato in precedenza per un evento del genere nel centro dell'Europa, "dice Michael Dietze, PostDoc nella Sezione di Geomorfologia del GFZ e nel Dipartimento di Geografia dell'Università di Bonn. Le cause sono molteplici e ben note, anche se non dall'Europa centrale, ma piuttosto dai deserti del mondo, e dai tropici.

Terreno rapidamente saturo

La pioggia non poteva più entrare nel suolo, che è già stato saturato a causa delle settimane di pioggia prima. Era anche troppo forte per scendere dai pendii come un sottile velo d'acqua. Anziché, i pendii si trasformavano letteralmente in larghi fiumi e trasportavano l'acqua non alla velocità di qualche centimetro, ma improvvisamente a pochi metri al secondo, cioè fino a cento volte più veloce. Ciò gli ha permesso di convergere in un'onda di piena nelle valli reali molto più velocemente.

Enorme potere erosivo dell'acqua

Inoltre, l'acqua sviluppò un enorme potere erosivo:da un lato, scavava canali nei pendii ed era in grado di scorrere ancora più velocemente in quei sentieri scavati da sé. D'altra parte, mobilitava notevoli quantità di sedimenti e legno morto. Una volta nelle valli principali, i tronchi ei rami degli alberi andavano alla deriva verso i ponti. Lì si sono impigliati e hanno portato ai cosiddetti blocchi. Di conseguenza, il ballottaggio è stato impedito, l'acqua ha arginato e inondato anche le zone più distali.

Effetti imprevisti su cave di ghiaia e strade

Nel corso di questi eventi, sono sorti effetti e i cosiddetti rischi accoppiati che in precedenza non erano stati ritenuti possibili nella regione. L'Erft, normalmente largo cinque metri, è salito oltre le sue sponde vicino alla città di Blessem e si è riversato su un campo direttamente in una cava di ghiaia. Il bordo di quel pozzo si fece strada a monte verso Blessem per una lunghezza di 300 metri, come una cascata errante. Ha minato le prime case e ha portato al loro crollo.

Anche la strada per Blessem divenne un fiume, che, partendo dai bordi sterrati, minava le fondamenta della strada, lasciando dietro di sé solo i tubi di scarico. Questa erosione cessò solo per caso poiché sempre meno acqua scorreva lungo l'Erft.

Pericoli accoppiati:la diga del bacino artificiale di Steinbach

La diga di Steinbach, situato a soli 35 chilometri a monte, rappresentava un pericolo particolare. Questa diga in terra trattiene 1,2 milioni di metri cubi d'acqua. La sera del 14 luglio, è stato allagato fino alle ginocchia per una larghezza di 150 metri perché lo sfioratore di emergenza non è stato in grado di scaricare le masse d'acqua in arrivo. La diga allagata è stata erosa massicciamente, in modo che una violazione fosse imminente. Se questo fosse accaduto, l'ondata di piena avrebbe rifornito i processi a Blessem, e inoltre provocò massicce distruzioni nei villaggi direttamente a valle della diga. "Questo esempio mette in luce quanto siano strettamente collegate anche le località apparentemente distanti, "Sottolinea Dietze.

Prospettive:identificazione di nuovi approcci di ricerca

"Mentre il cambiamento climatico continua, potremmo incontrare eventi di precipitazioni come quello del 14 luglio 2021 abbastanza frequentemente. Perciò, la ricerca deve ora iniziare a comprendere le inondazioni indotte dalle precipitazioni non solo come un fenomeno di troppa corrente d'acqua. Dobbiamo anche includere gli effetti auto-rinforzanti associati, alcuni dei quali favoriti anche dal cambiamento climatico, " dice Dietze. Questi includono la dissezione del pendio, soprattutto nei bacini superiori, la mobilitazione del legno morto e degli alberi vitali erosi, così come il loro ruolo nell'intasare le infrastrutture umane. Inoltre, devono essere identificati e presi in considerazione nuovi pericoli accoppiati.

Un nuovo progetto di ricerca fornisce dati importanti per i modelli futuri

Un passo importante in questa direzione sarà quello di tracciare le tracce del disastro del luglio 2021, rapidamente e ad alta risoluzione. Ciò vale soprattutto per le aree in cui l'alluvione ha acquisito il suo slancio e che finora non sono state al centro dell'attenzione pubblica:i bacini idrografici superiori dei fiumi fino alle regioni delle sorgenti. Con un progetto recentemente approvato, finanziato congiuntamente dalla GFZ e dal NatRiskChange Research Training Group presso l'Università di Potsdam, queste aree vengono ora esaminate in modo specifico mediante la scansione laser aerea. Ciò produrrà modelli 3D ad alta risoluzione del paesaggio modificato. Rispetto ai modelli 3D pre-alluvione, informazioni chiave possono essere raccolte su pendii erosi, legno mobilitato e aree allagate, tutti dati unici che una volta valutati miglioreranno i modelli futuri. E poi Dietze e i suoi colleghi potrebbero avere una base più solida per reinstallare le loro stazioni sismiche per analizzare il carico di sedimenti correlato alle inondazioni in luoghi effettivamente sicuri.