L’innalzamento del mare e le tempeste estreme alimentate dal cambiamento climatico si stanno combinando per generare inondazioni più frequenti e gravi nelle città lungo i fiumi e le coste, e le infrastrutture obsolete sono scarsamente attrezzate per la nuova realtà. Ma quando i governi e i pianificatori cercano di preparare le comunità al peggioramento dei rischi di alluvioni migliorando le infrastrutture, i benefici sono spesso distribuiti ingiustamente.

Un nuovo approccio di modellizzazione dei ricercatori dell’Università di Stanford e dell’Università della Florida offre una soluzione:un modo semplice per i pianificatori di simulare futuri rischi di inondazioni a livello di quartiere in condizioni che dovrebbero diventare comuni con il cambiamento climatico, come temporali estremi che coincidono con alte maree elevate. dall'innalzamento del livello del mare.

L'approccio, pubblicato il 28 maggio in Environmental Research Letters , rivela luoghi in cui un rischio elevato è invisibile con metodi di modellazione convenzionali progettati per valutare i rischi futuri sulla base dei dati di un singolo evento alluvionale passato.

"Chiedere a questi modelli di quantificare la distribuzione del rischio lungo un fiume per diversi scenari climatici è un po' come chiedere a un microonde di cucinare un sofisticato soufflé. Semplicemente non andrà bene", ha detto l'autrice senior dello studio Jenny Suckale, professore associato di geofisica presso la Stanford Doerr School of Sustainability. "Non sappiamo come viene distribuito il rischio e non guardiamo a chi ne trae vantaggio e in che misura."

Una storia di inondazioni distruttive

Il nuovo studio è nato grazie alla collaborazione con progettisti regionali e residenti nelle città sulla baia, tra cui East Palo Alto, che deve far fronte a crescenti rischi di inondazioni provenienti dalla Baia di San Francisco e da un fiume urbano che serpeggia lungo il suo confine sudorientale.

Il fiume, noto come San Francisquito Creek, si snoda dalle colline sopra il campus di Stanford attraverso canali artificiali fino alla baia:le sue storiche pianure alluvionali molto tempo fa si svilupparono in città densamente popolate. "Viviamo intorno ad esso, gli giriamo intorno, lo attraversiamo sui ponti", ha detto l'autrice principale dello studio Katy Serafin, ex studiosa post-dottorato nel gruppo di ricerca di Suckale.

Il fiume ha una storia di inondazioni distruttive. Il più grande, nel 1998, ha inondato 1.700 proprietà, causato danni per oltre 40 milioni di dollari e ha portato alla creazione di un'agenzia regionale incaricata di mitigare il rischio di inondazioni future.

Quasi 20 anni dopo quella storica alluvione, Suckale ha iniziato a pensare a come la scienza avrebbe potuto informare i futuri sforzi di mitigazione delle inondazioni intorno ai fiumi urbani come il San Francisquito mentre teneva un corso a East Palo Alto incentrato su equità, resilienza e sostenibilità nelle aree urbane. Designato come corso cardinale per la sua forte componente di servizio pubblico, il corso è stato offerto più recentemente con il titolo Shaping the Future of the Bay Area.

Più o meno nel periodo in cui Suckale iniziò a tenere il corso, l'agenzia regionale, nota come San Francisquito Creek Joint Powers Authority, aveva sviluppato piani per riprogettare un ponte per consentire a più acqua di scorrere sotto di esso e prevenire inondazioni nelle città lungo il torrente. Ma i funzionari della città di East Palo Alto hanno detto a Suckale e ai suoi studenti che temono che il piano possa peggiorare i rischi di alluvioni in alcuni quartieri a valle del ponte.

Suckale si rese conto che se gli studenti e gli scienziati fossero riusciti a determinare in che modo il progetto proposto avrebbe influenzato la distribuzione dei rischi di alluvioni lungo il torrente, collaborando con l’agenzia per comprenderne i vincoli, i loro risultati avrebbero potuto guidare le decisioni su come proteggere tutti i quartieri. "È scienza attuabile, non solo scienza fine a se stessa", ha affermato.

La scienza che porta all'azione

La Joint Powers Authority aveva sviluppato il piano utilizzando un modello di rischio di inondazioni comunemente utilizzato dagli idrologi di tutto il mondo. L'agenzia aveva preso in considerazione le preoccupazioni sollevate dal personale della città di East Palo Alto sui rischi di inondazioni a valle, ma ha scoperto che il modello standard non poteva dimostrarle.

"Volevamo modellare una gamma più ampia di fattori che contribuiranno al rischio di inondazioni nei prossimi decenni a causa dei cambiamenti climatici", ha affermato Serafin, che ha servito come mentore per gli studenti del Cardinal Course ed è ora assistente professore presso l'Università di Florida.

Serafin ha creato un algoritmo per simulare milioni di combinazioni di fattori legati alle inondazioni, tra cui l'innalzamento del livello del mare ed episodi più frequenti di precipitazioni estreme, una conseguenza del riscaldamento globale che si sta già facendo sentire a Palo Alto orientale e in tutta la California.

Serafin e Suckale hanno incorporato il loro nuovo algoritmo nel modello ampiamente utilizzato per calcolare la probabilità statistica che il San Francisquito Creek si riversasse in diversi punti lungo il fiume. Hanno poi sovrapposto a questi risultati il ​​reddito familiare aggregato, i dati demografici e un indice federale di vulnerabilità sociale.

Hanno scoperto che la riprogettazione del ponte a monte avrebbe fornito una protezione adeguata contro il ripetersi dell’alluvione del 1998, che un tempo era considerata un evento alluvionale della durata di 75 anni. Ma la modellizzazione ha rivelato che il progetto pianificato lascerebbe centinaia di famiglie a basso reddito nella parte orientale di Palo Alto esposte a un aumento del rischio di inondazioni poiché il cambiamento climatico rende più comuni eventi meteorologici e inondazioni, un tempo rari.

Una collaborazione vantaggiosa

Quando gli scienziati hanno condiviso le loro scoperte con la città di East Palo Alto, la Joint Powers Authority e altri collaboratori della comunità in conversazioni durate diversi anni, hanno sottolineato che il modello convenzionale non era sbagliato:semplicemente non era progettato per rispondere a domande su equità.

I risultati hanno fornito prove scientifiche per guidare i piani infrastrutturali della Joint Powers Authority, che si sono estesi fino a includere la costruzione di un muro alluvionale permanente accanto al torrente a East Palo Alto. L'agenzia ha inoltre adottato un piano per costruire la sponda del torrente in un'area particolarmente bassa per proteggere meglio le case e le strade vicine.

Ruben Abrica, rappresentante eletto di East Palo Alto nel consiglio della Joint Powers Authority, ha affermato che ricercatori, pianificatori, personale comunale e politici hanno la responsabilità di lavorare insieme per "realizzare progetti che non mettano alcune persone più in pericolo di altre".

I risultati della ricerca di Stanford hanno dimostrato come modelli apparentemente neutrali che ignorano l’equità possano portare a distribuzioni disomogenee di rischi e benefici. "Gli scienziati devono diventare più consapevoli dell'impatto della ricerca, perché le persone che leggono la ricerca o le persone che poi la pianificano fanno affidamento su di loro", ha affermato.

Serafin e Suckale hanno affermato che il loro lavoro con San Francisquito Creek dimostra l'importanza del rispetto e della fiducia reciproci tra ricercatori e comunità posizionati non come soggetti di studio, ma come contributori attivi alla creazione di conoscenza.

"I nostri collaboratori della comunità si sono assicurati che noi, come scienziati, comprendessimo le realtà di queste diverse comunità", ha affermato Suckale. "Non li stiamo addestrando per diventare modellisti idrologici. Stiamo lavorando con loro per garantire che le decisioni che prendono siano trasparenti ed eque per le diverse comunità coinvolte."

Il nuovo approccio alla modellazione del rischio di alluvioni può aiutare i pianificatori urbani e regionali a creare migliori valutazioni del rischio di alluvioni ed evitare di creare nuove disuguaglianze, ha affermato Suckale. L'algoritmo è pubblicamente disponibile per consentire ad altri ricercatori di adattarsi alla loro posizione.