Case lungo il fiume Saigon in Vietnam. Tony La Hoang / Unsplash, CC BY-SA
La pioggia che ha inondato il nord dell'Inghilterra è il ultimo in una lunga serie di eventi alluvionali che stanno diventando la nuova normalità del paese. In effetti, in tutto il mondo, le inondazioni dovrebbero diventare più frequente e più estremo mentre il pianeta si riscalda.
Costruire solide difese contro le alluvioni e modellare le aree vulnerabili è fondamentale se vogliamo evitare la perdita di vite umane e il sostentamento di questi eventi meteorologici devastanti. Ma la nostra nuova ricerca rivela che la capacità dei fiumi di mantenere il flusso d'acqua all'interno delle loro sponde può cambiare rapidamente - e non riconoscendo ciò, alcuni modelli e difese di alluvione potrebbero essere poco equipaggiati per far fronte alle conseguenze quando lo fanno.
Molti ritengono che le inondazioni siano dovute pioggia battente. Questo è vero, ma solo una parte della spiegazione. Le alluvioni si verificano anche quando la quantità di acqua che fuoriesce dalla terra supera la capacità dei fiumi di trasportare quel flusso, come nel caso in cui il fiume Don ha violato le difese delle inondazioni nell'area di Sheffield di recente. Quindi, le inondazioni sono in parte causate dalla quantità di pioggia che cade, in parte dall'umidità che è già nel terreno e in parte dalla capacità dei fiumi di contenere acqua all'interno dei loro canali.
Ciò significa che se le capacità dei canali fluviali cambiano, due eventi di pioggia identici che cadono su terreni ugualmente bagnati possono causare inondazioni di gravità molto diversa.
La maggior parte dei fiumi stanno cambiando per sempre. Sono modellati dai sedimenti e dall'acqua che trasportano. Gli umani hanno modificato la maggior parte dei fiumi del mondo in qualche modo. In alcuni casi ciò è dovuto all'influenza diretta, come la costruzione di dighe o l'ingegneria fluviale. Altre influenze sono indirette: la costruzione su terreni vicini riduce la capacità del suolo di assorbire l'acqua, l'agricoltura attinge l'acqua dai fiumi e la deforestazione lascia più acqua per fluire altrove.
Dopo che il fiume Don ha fatto esplodere le sue sponde in alcuni punti, più strade nei centri urbani come Rotherham si sono allagate. DnG Photography / Shutterstock
I fiumi rispondono anche ai cambiamenti climatici. Durante i periodi più asciutti, meno acqua scorre attraverso i sistemi fluviali. Ciò significa che spesso c'è meno energia per spostare i sedimenti nei loro letti, quindi i livelli dei fiumi possono aumentare progressivamente, diminuendo la capacità del fiume. L'abbondante crescita delle piante all'interno del canale può anche ridurre la capacità di un canale fluviale di rallentando il flusso.
Ma non è sempre facile prevedere come cambieranno i fiumi. Cambiamenti estremi nella forma e nella capacità del canale possono verificarsi molto rapidamente. Dopo una recente inondazione in Spagna, un fiume è salito quasi un metro poiché enormi volumi di sedimenti a monte furono spostati e scaricati ulteriormente. Nei sistemi fluviali tropicali, che tendono a trasportare più sedimenti rispetto ai fiumi temperati, questi cambiamenti possono essere diversi metri.
Rischio incerto
Sfortunatamente, tali modifiche sono in genere ignorate dagli ingegneri e modellisti dell'inondazione, che generalmente trattano il canale come una funzionalità fissa. Se i fiumi cambiano effettivamente la loro capacità nello spazio e nel tempo, le stime della probabilità di alluvione potrebbero essere errate, mettendo a rischio persone e proprietà.
Motivati da queste preoccupazioni, abbiamo studiato il ritmo con cui si verificano i cambiamenti del canale e fino a che punto queste alterazioni potrebbero essere guidate dal clima. Abbiamo iniziato con un semplice modello concettuale: il clima controlla le precipitazioni, le precipitazioni influiscono sul flusso del fiume e il flusso del fiume modella la capacità del canale.
Osservazioni dirette di questo collegamento mancavano nei sistemi fluviali in tempi brevi. Quindi, abbiamo preso le misure 10,000 della capacità dei fiumi 67 negli Stati Uniti, coprendo un periodo di quasi 70 anni. Abbiamo anche raccolto dati sulle precipitazioni e sul flusso dei fiumi, per valutare in che modo i cambiamenti climatici hanno influenzato la capacità dei fiumi.
Abbiamo scoperto che i mutamenti temporanei della capacità fluviale, che duravano da anni a decenni, erano molto più frequenti di quanto precedentemente ipotizzato. Nel complesso, la capacità fluviale tende ad aumentare durante i periodi più umidi della media a causa della maggiore erosione dei canali fluviali e della diminuzione nei periodi più asciutti.
Il fiume Gange a rischio di alluvione è un'ancora di salvezza per milioni di persone che vivono lungo il suo corso. Joachim Bago / Shutterstock
Abbiamo anche scoperto che i cicli climatici pluriennali che influenzano i modelli di precipitazione regionali - come l'oscillazione meridionale di El Niño - possono causare l'espansione e la contrazione della capacità del canale, forse su scala globale. Grazie a queste conoscenze, potremmo eventualmente essere in grado di prevedere come cambia la capacità dei fiumi e quindi comprendere meglio il rischio di alluvione.
In regioni temperate come il Regno Unito, dove i fiumi tendono a essere vegetati, fortemente ingegnerizzati e relativamente stabili, i cambiamenti delicati nella capacità del canale sono difficili da rilevare e difficilmente minacciano la vita. Tuttavia, nei sistemi fluviali che trasportano elevati volumi di sedimenti o in parti del mondo in cui le precipitazioni variano considerevolmente durante l'anno, improvvise riduzioni della capacità fluviale possono aumentare notevolmente il rischio di alluvione per gli insediamenti vicini. Ad esempio, il Ganges-Brahmaputra fiume in India e Bangladesh rientra in questa categoria. La sua capacità sta già cambiando e le sue pianure alluvionali sono tra le più densamente popolate al mondo.
Sfortunatamente, abbiamo ancora una comprensione molto scarsa della natura e delle cause dei cambiamenti della capacità del canale nella maggior parte delle regioni - ed è i luoghi più a rischio che tendono ad avere il minor numero di dati. Per capire meglio cosa sta succedendo, dobbiamo utilizzare le immagini satellitari per monitorare la velocità con cui i fiumi rispondono ai cambiamenti climatici. Ciò che non possiamo ancora fare è monitorare l'aggiustamento del fiume in tempo reale. Lo sviluppo di tecnologie in tal senso migliorerebbe notevolmente la nostra comprensione di come i cambiamenti nella forma e nella capacità dei fiumi influenzano il rischio di alluvione in tutto il mondo.
Fino a quando queste informazioni non saranno chiare, i modelli di alluvione e le strutture di difesa dovrebbero integrare questo rischio incerto nei loro progetti. Ciò potrebbe fare la differenza per chi vive in aree vulnerabili.
Circa l'autore
Louise Slater, professore associato di geografia fisica, Università di Oxford; Abdou Khouakhi, ricercatore associato, analisi dei dati climatici e meteorologici, Loughborough Universitye Robert Wilby, professore di modellistica idroclimatica, Loughborough University
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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