NASA giver et nyt kig på Puerto Rico efter orkanen Maria

Da orkanen Maria ramte Puerto Rico frontalt som en kategori 4-storm med vinde op til 155 miles i timen i september 2017, det beskadigede huse, oversvømmede byer, ødelagde øens skove og forårsagede det længste strømsvigt i amerikansk historie.

To nye NASA-forskningsindsatser dykker ned i orkanen Marias vidtrækkende virkninger på øens skove som set i luftundersøgelser og på beboernes energi- og elektricitetsadgang set i data fra rummet. Fundene, præsenteret mandag ved American Geophysical Unions møde i Washington, illustrere det svimlende omfang af orkanen Marias skader på både det naturlige miljø og samfund.

En ø, der er blevet mørk

Om natten, Jorden er oplyst i lyse rækker af veje oversået med perlelignende byer og byer, mens menneskeskabt kunstigt lys er i centrum. Under orkanen Maria, Puerto Ricos lys gik ud.

I dagene, uger og måneder efter, forskningsfysiker Miguel Román ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og hans kolleger udviklede kort over belysning i kvartersskala i lokalsamfund på tværs af Puerto Rico. At gøre dette, de kombinerede daglige satellitdata fra Jorden om natten fra NASA/NOAA Suomi National Polar-Orbiting Partnership-satellitten med USGS/NASA Landsat-data og OpenStreetMap-data. De overvågede, hvor og hvornår elnettet blev genoprettet, og analyserede demografi og fysiske egenskaber i kvarterer, der er længst ramt af strømafbrydelserne.

En uforholdsmæssig stor andel af langvarige strømsvigt fandt sted i landdistrikterne. Undersøgelsen viste, at 41 procent af Puerto Ricos landkommuner oplevede længere perioder med afbrydelse, sammenlignet med 29 procent af byområderne. Når det kombineres, strømsvigt på tværs af Puerto Ricos landdistrikter tegnede sig for 61 procent af de anslåede omkostninger på 3,9 milliarder timer med kundeafbrydelse, seks måneder efter orkanen Maria. Disse regioner er primært landlige i det bjergrige indre af øen, hvor beboerne var uden strøm i over 120 dage. Imidlertid, endnu mere tætbefolkede områder havde variable genopretningsrater mellem kvarterer, med forstæder, der ofte halter efter bycentre.

Forskellen mellem genopretningsrater i byer og landdistrikter skyldes til dels den centraliserede opsætning af Puerto Ricos energinet, der leder al strøm til prioriterede steder snarere end baseret på nærhed til det nærmeste kraftværk, sagde Roman. Områder blev prioriteret, delvis, baseret på deres befolkningstæthed, hvilket er en ulempe for landdistrikterne. Inden for byer, parcelhuse og forstadsområder med lav tæthed var også uden strøm længere.

"Det er ikke kun elektriciteten, der går tabt, " sagde Román. "Stormskader på veje, højspændingsledninger og broer resulterede i kaskadefejl på tværs af flere sektorer, gør mange områder utilgængelige for genopretningsindsatsen. Så folk mistede adgangen til andre basale tjenester som rindende vand, sanitet, og mad i længere perioder."

Fraværet af elektricitet, som det ses i natlysdataene, tilbyder en ny måde at visualisere stormpåvirkninger på sårbare samfund i hele Puerto Rico på daglig basis. Det er en indikator, der er synlig fra rummet, at kritisk infrastruktur, over magt, kan også blive beskadiget, herunder adgang til brændstof og andre nødvendige forsyninger. De lokale samfund med langvarige strømafbrydelser svarer også til områder, der rapporterede manglende adgang til medicinske ressourcer.

Det næste skridt for Román, når han ser på fremtidige katastrofer, er at gå ud over natlysdata og synkronisere dem med opdaterede oplysninger om lokal infrastruktur – veje, broer, internetforbindelse, rene vandkilder - så når lyset er slukket, katastrofeberedskab kan krydsreference energidata med andre flaskehalse i infrastrukturen, som skal løses først, som ville hjælpe med at identificere udsatte samfund og allokere ressourcer.

Buzz-Cut-skoven

Orkanen Marias piskeregn og blæst forvandlede også Puerto Ricos frodige tropiske regnskovslandskab. Forsker Doug Morton fra Goddard var en del af holdet af NASA-forskere, der havde undersøgt Puerto Ricos skove seks måneder før stormen. Holdet brugte Goddards Lidar, Hyperspektral, og termisk (G-LiHT) luftbåren billedkamera, et system designet til at studere skovenes struktur og artssammensætning. Skydning 600, 000 laserimpulser i sekundet, G-LiHT producerer en 3D-visning af skovstrukturen i høj opløsning, viser individuelle træer i høj detalje fra jord til trætop. I april 2018, post-Maria, holdet gik tilbage og undersøgte de samme spor som i 2017.

Sammenligning af før og efter data, holdet fandt ud af, at 40 til 60 procent af de høje træer, der dannede skovens krone, var beskadiget, enten knækkede på midten, rykket op med rod af hård vind eller tabte store grene.

"Maria gav øens skove en klipning, " sagde Morton. "Øen mistede så mange store træer, at skovenes samlede højde blev forkortet med en tredjedel. Vi så dybest set 60 års værdi af, hvad vi ellers ville betragte som naturlige træfaldsforstyrrelser, ske på én dag."

De omfattende skader på Puerto Ricos skove havde vidtrækkende konsekvenser, sagde Morton. Nedfaldne træer, der ikke længere stabiliserer jorden på skråninger med deres rødder samt nedfældede grene, kan bidrage til jordskred og affaldsstrømme, øget erosion, og dårlig vandkvalitet i vandløb og floder, hvor sedimenter opbygges.

Ud over, lidar-undersøgelserne på tværs af øen bekræfter resultater præsenteret på AGU af økolog Maria Uriarte ved Columbia University i New York City, der så på trædøds- og skaderater i jordlodder på National Science Foundation Luquillo Long-Term Ecological Research site. Uriarte fandt, at visse træarter var mere modtagelige for de kraftige vindskader, mens andre såsom håndfladerne, overlevede med højere rater, sammen med buske og kortere træer i underetagen.

Morton og Uriarte vil fortsætte med at følge skæbnen for Puerto Rico-skovene, mens de kommer sig efter orkanskader ved hjælp af laserteknologi fra jorden til at foretage detaljerede målinger af skovens genvækst.