As alterações climáticas aumentam a frequência de eventos extremos, como as inundações. Isto reforça a necessidade de desenvolver métodos para previsões de cheias mais precisas e rápidas, a fim de melhor proteger a população no futuro.



Uma equipe de pesquisa do Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ) e do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ) apresentou um sistema de previsão de inundações na Nature Communications que fornece não apenas níveis de água oportunos, mas também mapas dinâmicos de inundação de alta resolução. Os investigadores conseguiram combinar vários modelos de previsão de forma a prever com precisão os impactos das inundações em edifícios individuais.

Nos últimos anos, grandes progressos foram feitos na previsão espaço-temporal de eventos de inundação. Assim, é agora possível prever os níveis máximos de inundação nos locais dos medidores fluviais. Até agora, no entanto, as estimativas dos impactos das inundações nas cidades e municípios eram apenas aproximadas ou mesmo completamente imprecisas, especialmente para as pessoas nos troços inferiores do rio, longe dos locais de medição. No entanto, esta informação é crítica, uma vez que a população afectada deve ser notificada com a maior brevidade possível, a fim de iniciar quaisquer medidas de evacuação necessárias.

"O que é necessário é um sistema de alerta precoce de inundações de última geração que forneça previsões de inundações de alta resolução em tempo hábil e indique os impactos das inundações em edifícios individuais", diz o autor sênior e modelador da UFZ, Prof. Luis Samaniego. . Esta seria uma melhoria fundamental para a gestão de crises.

Num primeiro passo no desenvolvimento do novo sistema de previsão de cheias, os investigadores dos dois Centros Helmholtz combinaram as previsões de precipitação do Serviço Meteorológico Alemão (sistema de previsão de conjuntos de áreas limitadas NWP) com o modelo hidrológico de mesoescala (mHM) desenvolvido na UFZ. Este modelo não só fornece informações sobre a descarga de água, mas também informações temporais sobre a humidade do solo – um dos factores críticos para o desenvolvimento de cheias.

Com base nos dados disponíveis da inundação catastrófica no Vale do Ahr em julho de 2021 e em um sistema de previsão conjunto com 20 membros, eles foram capazes de prever os fluxos horários de pico de inundação no medidor Altenahr em modo retrospectivo. Nesta abordagem, estimaram a probabilidade de excedência dos níveis de inundação de 50 ou 100 anos.

As simulações revelaram que 15% dos membros do conjunto teriam previsto uma ultrapassagem de uma inundação de 100 anos com um prazo de entrega de 47 horas e, portanto, quase dois dias antes do pico da inundação no Vale do Ahr. Quanto mais próximo o evento estava, maior a probabilidade de que o nível de 100 anos definido naquela época fosse realmente excedido:75% de todos os membros do conjunto previram a enchente de 100 anos 17 horas antes do pico da enchente e, finalmente, 100% o fizeram. 7 horas de antecedência.

“Se 75% das previsões em um conjunto preveem uma enchente de 100 anos, há uma grande probabilidade de que ela ocorra”, diz o autor principal e modelador da UFZ, Dr.

Na segunda etapa, os pesquisadores de Helmholtz combinaram o fluxo gerado pelo modelo hidrológico mHM com o modelo hidrodinâmico de inundação RIM2D desenvolvido pela GFZ Potsdam. O RIM2D simula muito rapidamente a dinâmica da inundação e a evolução das profundidades das inundações. Este modelo, com uma resolução espacial de 10 metros x 10 metros, permite inicialmente previsões horárias de áreas e profundidades de inundação e, portanto, revela quais locais e em que medida edifícios específicos, ruas, segmentos ferroviários, hospitais ou outros elementos críticos de infraestrutura serão afetados por uma evento de inundação.

"As autoridades responsáveis ​​e a população têm, portanto, não só informações sobre um possível nível de água medido a 30 quilómetros a montante, mas também um mapa de cheias de alta resolução que mostra os impactos das cheias. Por exemplo, poderiam saber onde as pessoas podem estar em perigo ou que precisam ser evacuados", diz o hidrologista da GFZ, Dr. Sergiy Vorogushyn.

O modelo de previsão combinado da UFZ e da GFZ passou no primeiro teste na reconstrução do evento extremo de inundação no Vale do Ahr. Numa nova fase de testes que terá início neste verão, a cadeia de modelos automatizados será testada em tempo real como parte da segunda fase da Iniciativa Climática Helmholtz em duas bacias hidrográficas adicionais dos rios Fils e Murr em Baden-Württemberg.

Se o sistema modelo também passar nesta fase, poderá ser aplicado a regiões sujeitas a elevado risco de inundações, especialmente devido a inundações repentinas. Isto poderia fortalecer decisivamente os sistemas existentes de alerta precoce de cheias e poderia alargar o horizonte das previsões para incluir os impactos das cheias. Isto poderia reduzir significativamente as populações afetadas e os danos materiais no futuro.

Mais informações: Husain Najafi et al, Sistema de alerta precoce baseado em impacto de alta resolução para inundações ribeirinhas, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48065-y
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Associação Helmholtz de Centros de Pesquisa Alemães