p As inundações de rios são um dos desastres naturais mais comuns e devastadores da Terra. Na década passada, dilúvios de rios matam milhares de pessoas todos os anos em todo o mundo e causam perdas da ordem de dezenas de bilhões de dólares americanos anualmente. Das Alterações Climáticas, que é projetado para aumentar a precipitação em certas áreas do planeta, pode tornar as inundações de rios nesses locais mais frequentes e graves nas próximas décadas. p Agora, um novo estudo liderado por pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, analisa o que seria necessário para que os satélites de observação de rios se tornassem uma ferramenta ainda mais útil para mitigar os danos das enchentes e melhorar a gestão do reservatório globalmente em tempo quase real.

p "Os sistemas de alerta antecipado de enchentes tradicionalmente dependem de redes de medidores que detectam enchentes rio acima, mas os dados de medição estão se tornando cada vez mais escassos, "disse George Allen, autor principal da nova pesquisa e hidrólogo do JPL. "Nosso estudo mostra que há espaço para os satélites ajudarem a preencher a lacuna. Mas, para os satélites, informarem a mitigação de inundações em tempo real, eles têm que fornecer dados aos gestores de recursos hídricos em um intervalo de tempo suficientemente curto. "

p Inundações de rios ocorrem quando um canal se enche de água além da capacidade de suas margens, normalmente devido a fortes chuvas. A enchente viaja ao longo do rio como uma onda, movendo-se rio abaixo mais rápido do que a própria água. Várias missões de satélite foram capazes de detectar inundações como mudanças repentinas na altura ou largura das águas dos rios. Uma vez que uma enchente é observada, é relativamente fácil prever com precisão como ele se moverá rio abaixo. Esta informação é extremamente útil em sistemas de alerta antecipado de cheias e outras aplicações de gestão de rios em tempo real.

p Para estudar a velocidade com que as inundações se propagam pelos rios do planeta, Allen e seus colegas executaram um modelo numérico simples de ondas de fluxo que usava informações como a largura, declive, profundidade e aspereza - a quantidade de fricção que a água experimenta ao viajar ao longo de um rio - dos rios em todo o mundo. Depois de analisar as velocidades das ondas em 11 milhões de milhas (17,7 milhões de quilômetros) de rios ao redor do planeta, os pesquisadores descobriram que as ondas de inundação viajando em sua velocidade máxima levam um tempo médio de três dias para chegar à próxima barragem a jusante, quatro dias para chegar à próxima cidade a jusante e seis dias para sair totalmente do sistema fluvial.

p A equipe comparou os resultados de seu modelo com registros de alta de mais de 20, 000 estações de medição do Serviço Geológico dos EUA ao longo de cerca de 40, 000 milhas (64, 400 quilômetros) de sistemas fluviais variados nos Estados Unidos. Eles descobriram que o modelo estimou velocidades de onda mais rápidas do que os dados do medidor mostraram.

p "Isso era esperado, com base no fato de que estamos modelando ondas que se movem em velocidades máximas, enquanto os dados do medidor estão observando todos os tipos de velocidades de onda:velocidades baixas, altas velocidades, tudo no meio, "Allen disse." Desta forma, nosso estudo estima o pior cenário de como as enchentes podem descer rios rapidamente. "

p Os cientistas então usaram suas descobertas de velocidade de onda para calcular a latência de dados - a rapidez com que os dados de satélite devem ser baixados, processado e disponibilizado ao público para ser útil para sistemas de alerta precoce de inundação e outras estratégias de mitigação de inundação em tempo real, bem como gestão de reservatórios. Em particular, eles se concentraram em dados futuros da missão da NASA em águas superficiais e topografia oceânica (SWOT). SWOT, programado para lançamento em 2021, é projetado especificamente para observar rios. Isso porque ele tem uma órbita repetida de 21 dias e será capaz de detectar ondas de inundação, particularmente em grandes rios de latitudes mais altas. Os pesquisadores descobriram que disponibilizar os dados SWOT poucos dias após serem adquiridos pela espaçonave pode ser útil para a mitigação de enchentes em tempo real. Em comparação com os satélites anteriores ou atuais que fornecem informações sobre rios e inundações, SWOT fornecerá mapas nunca antes vistos da altura do rio, allowing for more reliable prediction of flood timing and magnitude.

p If the data were to be processed in two days or less, Allen's team calculated, it would be ready for emergency managers before at least two-thirds of observed waves reached the next downstream city. For dams, the quick turnaround of satellite measurements would give advance notice to downstream reservoirs in at least half of the cases when SWOT detects a flood wave.

p "There is a trade-off between data latency and data quality, " said Cédric David of JPL, who directed the new study and is a member of SWOT's science team. "Então, do we want to wait to get the best data possible, or do we want to get a rough version of what's going on now, so we can provide actionable information? As we prepare for new satellite missions like SWOT, that's when we start asking these types of questions."

p Satellite data that could inform flood early warning systems would be particularly useful for developing nations, where either there are insufficient river gauges or countries do not share gauge data with their downstream neighbors, Allen said.

p Results of the study are published in the journal Cartas de pesquisa geofísica .