"Ci sono prove che il cambiamento climatico aumenta il rischio di inondazioni e le perdite dovute a tali inondazioni crescono ogni anno", afferma Y.C. Ethan Yang, professore associato di ingegneria civile e ambientale (CEE) presso il P.C. Collegio Rossin di Ingegneria e Scienze Applicate. "Gli scienziati hanno iniziato a pensare a problemi complessi che aggravano ulteriormente le inondazioni, come quando un uragano è seguito da forti piogge."

Yang e il suo team, che includeva Chung-Yi Lin '23 Ph.D. (ora postdoc alla Virginia Tech) e Farrah Moazeni, collega della facoltà della Lehigh CEE, erano interessati a studiare quell'uno-due e, in particolare, "cosa succede quando un disastro naturale e uno causato dall'uomo si verificano simultaneamente".>

Nel loro caso, il disastro provocato dall’uomo è stato un attacco informatico. Il risultato del loro studio, "Flood Risks of Cyber-Physical Attacks in a Smart Storm Water System", è stato recentemente pubblicato su Water Resources Research .

I ricercatori volevano capire quanto potesse essere vulnerabile un sistema intelligente di raccolta delle acque piovane a un attacco informatico quando lo stesso sistema si trovava contemporaneamente a gestire le inondazioni indotte dalle tempeste.

"L'idea della città intelligente è fantastica, ma apre le porte agli hacker", afferma Yang. "Volevamo sapere in quale scenario di inondazione un hacker potrebbe causare il danno maggiore."

Yang e il suo team hanno utilizzato i dati storici del sistema di gestione delle acque piovane nella municipalità di Bethlehem, in Pennsylvania, per costruire un modello idrologico per simulare le inondazioni. Hanno inoltre sviluppato un modello di attacco che imitava il modo in cui un hacker potrebbe interferire con il sistema, ad esempio aprendo o chiudendo i cancelli che controllano i livelli dell'acqua nei bacini di ritenzione.

Hanno combinato i dati con i modelli per eseguire simulazioni in vari scenari di impatto del cambiamento climatico (ad esempio, l'impatto di temperature globali medie sempre più elevate) per valutare le condizioni in cui un hacker potrebbe avere il maggiore impatto su un sistema di acqua piovana, aumentando così la protezione di una comunità. rischio di inondazioni.

"Abbiamo scoperto che se un evento di inondazione è abbastanza grande, ad esempio si tratta di un uragano di categoria 5, un hacker non aumenterà il rischio, perché il sistema si allagherà comunque", afferma Yang.

"La condizione più vulnerabile, tuttavia, si verifica durante gli eventi di inondazione di livello medio-basso. Il sistema dovrebbe essere in grado di gestire tali eventi. Ma se qualcuno apre intenzionalmente un cancello nel momento sbagliato, travolgerà il sistema e causerà un'alluvione. a valle siamo stati in grado di quantificare e mostrare attraverso visualizzazioni questo ulteriore rischio di inondazioni causato da un attacco informatico."

I risultati hanno già dato vita a due ulteriori progetti:il primo esplorerà come prevenire tali interferenze, mentre il secondo esaminerà gli effetti a cascata all'interno di una comunità alluvionata, in particolare il modo in cui vengono colpiti i diversi gruppi di persone.

"Sappiamo che le persone benestanti tendono a subire perdite maggiori in termini di numeri assoluti", afferma. "Ma i gruppi socialmente vulnerabili tendono a subire una percentuale maggiore della perdita totale."

Yang spera che il quadro matematico sviluppato da lui e dal suo team per questo progetto venga adottato da altre comunità in tutto il paese e in tutto il mondo.

"Abbiamo sviluppato una procedura che ora può consentire a qualsiasi comune di identificare le vulnerabilità all'interno dei propri sistemi di raccolta delle acque piovane", afferma. "Finché si hanno i dati, il metodo è universale."