Inundações em Otey, Texas, após o furacão Harvey em 2017. Esta é uma de uma série de imagens capturadas pelo National Geodetic Survey da NOAA após a tempestade. Crédito da imagem:NOAA
O furacão Harvey despejou mais de 5 pés (1,5 metros) de água no sudeste do Texas no final de agosto de 2017, tornando-o o furacão mais chuvoso registrado na história dos EUA. Mas depois que a tempestade passou, para onde foi toda aquela água?
Em um novo, Estudo liderado pela NASA, cientistas usaram dados do Sistema de Posicionamento Global (GPS) para responder a essa pergunta e rastrear não apenas onde a água da chuva de Harvey acabou na terra, mas também quanto tempo demorou para se dissipar.
"Determinamos que nos primeiros oito dias após o desembarque, 30 por cento das águas pluviais de Harvey foram capturadas ou armazenadas em terra - a maioria como água parada que fica na superfície. Cerca de 60 por cento foi perdido ou drenado para o oceano e Galveston Bay durante os primeiros dias após a tempestade, e os 10 por cento restantes foram perdidos por evapotranspiração, ou uma combinação de evaporação e transpiração da planta, "disse o primeiro autor Chris Milliner do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.
Os 30 por cento da água que foi armazenada na terra, em seguida, dissipou-se gradualmente ao longo de um período de cerca de cinco semanas, provavelmente através da evapotranspiração, escoamento de água subterrânea para rios próximos e reabastecimento de aqüíferos.
Como funciona
Composto por satélites, receptores e estações terrestres localizadas em todo o mundo, O GPS permite aos cientistas medir as mudanças na elevação da superfície da Terra com uma precisão de menos de uma polegada (alguns milímetros). Funciona como o GPS do seu celular, mas com maior precisão. A equipe de estudo usou medições de elevação diárias de cerca de 220 dessas estações terrestres, do oeste do Texas à Louisiana, para rastrear mudanças na quantidade de águas pluviais em terra após o furacão.
A animação mostra mudanças nas posições verticais do GPS pós-Harvey ao longo do tempo. As cores mais quentes representam áreas onde a superfície está comprimida com o peso da água de Harvey. A linha vermelha é o caminho real de Harvey. GPS mediu a subsidência, ou depressão superficial, em torno de Houston (centro da imagem) seja um pouco menos de uma polegada (22 mm). O padrão de subsidência também migrou pela Costa do Golfo em direção ao oeste da Louisiana ao longo de um período de sete dias, coincidindo com a posição do furacão. Crédito:NASA / JPL-Caltech
"Quando você se senta em um colchão, seu peso deprime sua superfície. A crosta terrestre também é elástica e se comporta de maneira semelhante sob o peso da água, "disse Milliner." O GPS está medindo a quantidade de subsidência (ou depressão), que informa quanta massa de água deve estar pressionando na superfície e onde essa água é distribuída. "
A equipe determinou que nos primeiros dias após o furacão Harvey, o terreno ao redor de Houston diminuiu em elevação em até 20 milímetros. Os dados de GPS também rastrearam um padrão claro de subsidência de terra que migrou pela costa do Golfo ao longo de um período de sete dias, consistente com a posição do furacão Harvey. Após esta subsidência inicial da terra, medições de estações GPS descobriram que a superfície da Terra subiu gradualmente de volta, indicando que a água estava drenando e evaporando da terra - exatamente como um colchão se comporta quando você lentamente se levanta e retira seu peso dele.
Para detectar a resposta semelhante a um colchão da Terra às mudanças na massa de água, a equipe primeiro teve que processar os dados do GPS para remover erros sistemáticos chamados de erro de modo comum (CME). O CME atua essencialmente como "ruído" que mascara o sinal hidrológico. Usando um filtro de análise de componente independente, a equipe foi capaz de separar estatisticamente os dados brutos do GPS em CME e sinais hidrológicos. Isso permitiu que eles descartassem o sinal que era ruído e extraíssem o sinal hidrológico sutil que buscavam.
Com os dados GPS filtrados, os cientistas foram capazes de determinar a magnitude diária e a localização da depressão da superfície e, a partir disso, calcular a massa diária de água que a causou.
Esta animação mostra a resposta elástica da Terra ao aumento e diminuição da carga de água na superfície. A quantidade de depressão corresponde à depressão esperada que a superfície sofreu devido ao peso das águas pluviais do furacão Harvey. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Por que isso importa
O estudo demonstra - pela primeira vez - que é possível quantificar de forma robusta as mudanças diárias no armazenamento de água após eventos extremos de precipitação, como grandes furacões. Permite-nos ver quanta água está temporariamente armazenada na terra após um grande furacão, onde está armazenado, e quanto tempo leva para a água armazenada se dissipar com o tempo.
Os cientistas que desejam entender como o sistema hidrológico se comporta em resposta a grandes tempestades se beneficiam dessas informações, mas também os gestores de água e inundações. Se eles souberem quanta água foi armazenada na terra e quanto tempo levou para a água se dissipar após um grande evento de precipitação, eles têm uma compreensão mais clara do que esperar quando o próximo curso principal, A tempestade com muita chuva atinge - e pode se preparar de acordo.
O estudo, intitulado "Tracking the Weight of Hurricane Harvey's Stormwater using GPS Data, "foi publicado recentemente pela revista Avanços da Ciência .
