Desenvolvido um sistema de previsão de impacto para melhorar o alerta precoce de inundações

Estamos testemunhando como as mudanças climáticas estão aumentando a frequência de eventos de grande impacto, como as inundações, à medida que o planeta se torna cada vez mais quente.

A necessidade de desenvolver métodos de previsão de inundações mais precisos e rápidos, de forma a melhor proteger a população no futuro, torna-se crucial neste novo cenário ao qual tentamos nos adaptar.

Nesse sentido, as novidades vêm de uma equipe de pesquisadores do Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ) e do Centro Alemão de Pesquisas em Geociências (GFZ), que apresentaram na revista Nature Communications um sistema de previsão de inundações que não só fornece níveis pontuais de água, como também mapas dinâmicos de inundações de alta resolução.

Nos últimos anos, muito progresso foi feito na previsão espaço-temporal de inundações. Desta forma, agora é possível prever os níveis máximos de inundação nos locais dos medidores dos rios. Até agora, porém, as estimativas do impacto das inundações nas cidades e municípios eram aproximadas ou mesmo totalmente imprecisas, especialmente para a população no curso inferior do rio, longe dos pontos de medição. No entanto, esta informação é essencial, uma vez que a população afetada deve ser notificada o mais cedo possível para implementar as 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 a tempo, e indique os impactos das inundações em edifícios individuais", afirma Luis Samaniego, autor principal do estudo. "Esta seria uma melhoria fundamental para a gestão de crises", disse.

Como funciona o sistema de alerta precoce de inundações?

Em um primeiro passo no desenvolvimento do novo sistema de previsão de cheias, os pesquisadores combinaram as previsões de precipitação do Serviço Meteorológico Alemão (DWD) com o modelo hidrológico de mesoescala (mHM) desenvolvido na UFZ. Este modelo não só fornece informação sobre a descarga de água, mas também informação temporal sobre a umidade do solo, um dos fatores críticos para o desenvolvimento de cheias.

Com base nos dados disponíveis da inundação catastrófica ocorrida no Vale do Ahr em julho de 2021 e em um sistema de previsão de conjunto de 20 membros, eles foram capazes de prever os fluxos máximos de inundação de hora em hora no ponto de referência de Altenahr em modo retrospectivo. Desta forma, estimaram a probabilidade de se ultrapassar os níveis de inundação de 50 ou 100 anos.

As simulações revelaram que 15% dos membros do conjunto teriam previsto ultrapassar a cheia de 100 anos com um prazo de 47 horas e, portanto, quase dois dias antes do pico da cheia no Vale do Ahr. Quanto mais próximo o evento se aproximava, maior a probabilidade de que o nível de 100 anos definido naquele momento fosse ultrapassado: 75% de todos os membros do conjunto previram a inundação de 100 anos 17 horas antes do pico da cheia e, finalmente, 100% o fizeram com 7 horas de antecedência.

Se 75% das previsões num conjunto preveem uma inundação de 100 anos, há uma grande probabilidade de que isso ocorra - disse Dr. Husain Najafi, autor principal do estudo.

Como segunda etapa, os pesquisadores combinaram o fluxo gerado pelo modelo hidrológico mHM com o modelo hidrodinâmico de inundação RIM2D desenvolvido pela GFZ. O RIM2D simula muito rapidamente a dinâmica da inundação e a evolução da profundidade da inundação. Este modelo, com resolução espacial de 10 metros x 10 metros, permite, em primeiro lugar, prever áreas e profundidades de inundação a cada hora e, portanto, revela onde e em que medida os edifícios, ruas, ferrovias, hospitais e outras infraestruturas serão afetadas pelas inundações.

"Desta forma, as autoridades responsáveis e a população têm não só informação sobre um possível nível de cheia 30 quilômetros a montante, mas também um mapa de cheias em alta resolução que mostra os seus impactos. Por exemplo, eles poderiam saber onde as pessoas podem estar em perigo ou precisarem ser evacuadas", explica Sergiy Vorogushyn, hidrólogo do GFZ.

O modelo de previsão de cheias teve sucesso no seu primeiro teste

O modelo de previsão combinado da UFZ e da GFZ passou no primeiro teste de reconstrução da inundação extrema no vale do Ahr, informou o site phys.org. Na nova fase de testes que terá início neste verão, a cadeia automatizada de modelos será testada em tempo real como parte da segunda fase da Iniciativa Climática Helmholtz em mais duas bacias dos rios Fils e Murr em Baden-Württemberg, sudoeste da Alemanha.

Se o sistema modelo também passar nesta fase, poderá ser aplicado a regiões com alto risco de inundações, especialmente devido a inundações repentinas. Isto poderia reforçar decisivamente os atuais sistemas de alerta precoce de cheias e poderia ampliar o horizonte das previsões para incluir os impactos das inundações. Isso poderia reduzir significativamente o número de populações afetadas e os danos materiais no futuro.

Referência da notícia:

Najafi, H. et al. High-resolution impact-based early warning system for riverine flooding. Nature Communications, 15, 2024.