Ураган Харви обрушился на сушу 25 августа 2017 года, а затем остановился над Техасом на три дня в виде тропического шторма. Шторм четвертой категории унес 80 жизней, заставил множество людей покинуть свои дома и повредил более 80 000 домов.
Исследователь АГУ Манучехр Ширзаи из Школы исследования Земли и космоса, а также бывший аспирант и ведущий автор Меган Миллер (сейчас научный сотрудник с докторской степенью в Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института) использовали спутниковые данные для составления карты Хьюстон- Район Галвестона, пострадавший от урагана Харви, чтобы понять, почему наводнение было таким сильным и широкомасштабным. Результаты их исследования были недавно опубликованы в журнале Remote Sensing of Environment.
Карта Восточного Техаса с помощью спутников и радара
В своем исследовании Миллер и Ширзаи нанесли на карту район Хьюстон-Галвестон восточного Техаса, пострадавший от урагана Харви, используя данные спутникового радара, собранные со спутников Sentinel-1 A/B Европейского космического агентства и Advanced Land Observing Японского агентства аэрокосмических исследований. Спутник. На основе этих данных Миллер и Ширзаи затем составили снимок степени стоячей воды в районе после урагана.
Они также измерили оседание земли (насколько поверхность земли смещается вниз) в районе перед штормом с помощью космического интерферометрического радара с синтезированной апертурой (InSAR), радиолокационного метода, используемого для создания карт деформации поверхности с использованием различий в фаза волн, возвращающихся к спутнику. Этот метод может измерять изменения деформации в миллиметровом масштабе за период от нескольких дней до нескольких лет.
"Радиолокационные спутники на околоземной орбите дают нам возможность картографировать районы, когда другие методы не работают из-за облачности и отсутствия наземного доступа к району катастрофы", - говорит Миллер.
При анализе спутниковых данных Миллер и Ширзаи были удивлены, увидев, что большие затопленные районы находятся за пределами 500-летних зон затопления, определенных Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA). «Это подчеркивает необходимость пересмотра как карт зон, опасных для наводнений, так и планов защиты от наводнений в прибрежных районах», - предупреждает Ширзаи.
Благодаря этому анализу они обнаружили оседание земли в районе Хьюстон-Галвестон более чем на 0,19 дюйма (5 миллиметров) в год на 85 процентах затопленной территории. Вероятные причины проседания включают уплотнение отложений, добычу грунтовых вод и добычу углеводородов.
Они пришли к выводу, что оседание в этом районе повлияло на серьезность наводнения, изменив базовые отметки паводка и топографические градиенты.«Продолжающееся оседание земли в районе Хьюстона, возможно, привело к снижению защитных сооружений от наводнений и изменению границ поймы и основного стока паводков, что еще больше усилило наводнения», - говорит Ширзаи..
Стратегии защиты от наводнений
«В эпоху изменения климата экстремальные погодные явления становятся все более частыми и интенсивными», - добавляет Ширзаи. «Сочетание экстремальных осадков и состояния почвы вызывает беспрецедентные наводнения не только в прибрежных районах, таких как Хьюстон-Галвестон, но и в штатах Среднего Запада, где фермеры нанесли ущерб животноводству и сельскому хозяйству, на территории от Иллинойса до Луизианы».
Хотя карты классификации рисков, используемые FEMA, предоставляют данные об опасности наводнений, это исследование показывает, что высота и уклон земли быстро меняются, и эти карты, возможно, потребуется чаще обновлять, чтобы учесть такие изменения.
Кроме того, оседание суши снижает прибрежные земли и делает их более уязвимыми для затопления из-за повышения уровня моря и штормовых нагонов.
«Уроки, извлеченные из наводнений, последовавших за ураганом Харви, подчеркивают основные недостатки нынешних планов по противодействию наводнениям», - говорит Ширзаи. «Мы призываем заинтересованные стороны и регулирующие органы использовать эти результаты для обновления карт опасностей и улучшения планов противодействия наводнениям, чтобы решить, какие меры предосторожности необходимы для их сообществ».
На горизонте Ширзаи и его исследовательская группа используют те же методы спутниковых данных, что и в этом исследовании, чтобы сосредоточиться на наводнении весной 2019 года, которое опустошило штаты Среднего Запада. Особое внимание они будут уделять воздействию наводнения на здоровье сельскохозяйственных культур и местное население. Они надеются, что смогут предоставить рекомендации по обновлению карт и планам обеспечения устойчивости, чтобы помочь этим областям в будущем.