Un gruppo di ricerca del Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ) e del Centro tedesco di ricerca per le geoscienze (GFZ) ha presentato un sistema di previsione delle inondazioni in Nature Communications che fornisce non solo livelli dell'acqua tempestivi, ma anche mappe dinamiche delle inondazioni e delle inondazioni ad alta risoluzione. I ricercatori sono riusciti a combinare vari modelli di previsione in modo tale da prevedere con precisione gli impatti delle inondazioni sui singoli edifici.

Negli ultimi anni sono stati compiuti grandi progressi nella previsione spazio-temporale degli eventi alluvionali. È quindi ora possibile prevedere i livelli massimi di piena nelle posizioni degli indicatori fluviali. Fino ad ora, tuttavia, le stime sugli effetti delle inondazioni sulle città e sui comuni erano solo approssimative o addirittura del tutto imprecise, soprattutto per le persone che si trovavano lungo il corso inferiore del fiume e lontano dai punti di misura. Tuttavia, queste informazioni sono fondamentali, poiché la popolazione colpita deve essere informata il più rapidamente possibile in anticipo per avviare eventuali misure di evacuazione necessarie.

"Ciò che serve è un sistema di allerta precoce delle inondazioni all'avanguardia che fornisca previsioni di inondazioni ad alta risoluzione in modo tempestivo e indichi gli impatti dell'alluvione sui singoli edifici", afferma l'autore senior e modellatore dell'UFZ, Prof. Luis Samaniego. . Questo rappresenterebbe un miglioramento fondamentale per la gestione della crisi.

In una prima fase dello sviluppo del nuovo sistema di previsione delle piene, i ricercatori dei due centri Helmholtz hanno combinato le previsioni delle precipitazioni del servizio meteorologico tedesco (sistema di previsione dell’insieme ad area limitata NWP) con il modello idrologico su mesoscala (mHM) sviluppato presso l’UFZ. Questo modello non fornisce solo informazioni sullo scarico dell'acqua, ma anche informazioni temporali sull'umidità del suolo, uno dei fattori critici per lo sviluppo delle inondazioni.

Sulla base dei dati disponibili relativi alla catastrofica inondazione avvenuta nella Valle Aurina nel luglio 2021 e di un sistema di previsione corale composto da 20 membri, sono stati in grado di prevedere i picchi orari delle piene alla sagoma Altenahr in modalità retrospettiva. In questo approccio, hanno stimato la probabilità di superamento dei livelli di inondazione su 50 o 100 anni.

Dalle simulazioni è emerso che il 15% dei membri dell'insieme avrebbe previsto un superamento di una piena di 100 anni con un tempo di anticipo di 47 ore e quindi quasi due giorni prima del picco di piena nella Valle Aurina. Quanto più si avvicinava l’evento, tanto maggiore era la probabilità che il livello di 100 anni definito in quel momento venisse effettivamente superato:il 75% di tutti i membri dell’ensemble prevedeva l’alluvione centenaria 17 ore prima del picco di piena, e infine il 100% lo ha fatto. 7 ore in anticipo.

"Se il 75% delle previsioni in un insieme prevedono un'alluvione della durata di 100 anni, c'è un'alta probabilità che si verifichi", afferma l'autore principale e modellatore dell'UFZ, il dottor Husain Najafi.

Nella seconda fase, i ricercatori di Helmholtz hanno combinato il flusso del flusso generato dal modello idrologico mHM con il modello idrodinamico delle inondazioni RIM2D sviluppato dalla GFZ Potsdam. RIM2D simula molto rapidamente la dinamica dell'inondazione e l'evoluzione delle profondità delle inondazioni. Questo modello, con una risoluzione spaziale di 10 metri x 10 metri, consente innanzitutto di prevedere su base oraria le aree e le profondità dell'inondazione e quindi rivela quali luoghi e in che misura specifici edifici, strade, tratti ferroviari, ospedali o altri elementi infrastrutturali critici saranno interessati da un evento di inondazione.

"Le autorità competenti e la popolazione dispongono quindi non solo di informazioni su un possibile livello dell'acqua 30 chilometri a monte, ma anche di una mappa delle piene ad alta risoluzione che mostra le conseguenze dell'alluvione. Potrebbero ad esempio sapere dove le persone potrebbero essere in pericolo o che devono essere evacuati", afferma il dottor Sergiy Vorogushyn, idrologo della GFZ.

Il modello previsionale combinato dell'UFZ e del GFZ ha superato il primo test per ricostruire l'evento di piena estremo nella Valle Aurina. In un'ulteriore fase di test che inizierà quest'estate, la catena del modello automatizzato verrà testata in tempo reale come parte della seconda fase dell'Iniziativa sul clima Helmholtz in due ulteriori bacini idrografici dei fiumi Fils e Murr nel Baden-Württemberg.

Se il sistema modello supera anche questa fase, può essere applicato alle regioni soggette ad alto rischio di inondazioni, soprattutto a causa di inondazioni improvvise. Ciò potrebbe rafforzare in modo decisivo i sistemi di allerta precoce delle inondazioni esistenti e potrebbe estendere l’orizzonte delle previsioni per includere gli impatti delle alluvioni. Ciò potrebbe ridurre significativamente le popolazioni colpite e i danni alle proprietà in futuro.