Orkanen Harvey giver erfaringer til planer om modstandsdygtighed over for oversvømmelser

Orkanen Harvey gik i land den 25. august, 2017, derefter gået i stå over Texas i tre dage som en tropisk storm. Kategori-fire-stormen krævede 80 liv, fordrevne mængder mennesker, og beskadigede mere end 80, 000 hjem.

ASU-forsker Manoochehr Shirzaei fra School of Earth and Space Exploration og tidligere kandidatstuderende og hovedforfatter Megan Miller (nu postdoc-forsker ved Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology) brugte satellitdata til at kortlægge Houston-Galveston-området, der var påvirket af orkanen Harvey, for at forstå, hvorfor oversvømmelsen var så alvorlig og udbredt. Resultaterne af deres undersøgelse er for nylig blevet offentliggjort i tidsskriftet Fjernmåling af miljø .

Kortlægning af det østlige Texas med satellitter og radar

Til deres studie, Miller og Shirzaei kortlagde det østlige Texas-område i Houston-Galveston påvirket af orkanen Harvey ved hjælp af satellitradardata indsamlet fra European Space Agency's Sentinel-1 A/B-satellitter og Japan Aerospace Exploration Agency's Advanced Land Observing Satellite. Ud fra disse data, Miller og Shirzaei kompilerede derefter et øjebliksbillede af omfanget af stående vand i området efter orkanen.

De målte også landsynkning (hvor meget landoverfladen bevæger sig nedad) for området før stormen ved hjælp af rumbåren Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), en radarteknik, der bruges til at generere kort over overfladedeformation ved hjælp af forskelle i fasen af ​​bølgerne, der vender tilbage til satellitten. Teknikken kan måle ændringer i millimeterskala i deformation over spænd fra dage til år.

"Radarsatellitter, der kredser om jorden, giver os mulighed for at kortlægge områder, hvor andre teknikker fejler på grund af skydækning og manglende jordadgang til katastrofeområdet, " siger Miller.

Ved analyse af satellitdata, Miller og Shirzaei var overraskede over at se, at store oversvømmede områder faldt uden for Federal Emergency Management Agency (FEMA) udpegede 500-års oversvømmelseszoner. "Dette understreger behovet for at revidere både kort over oversvømmelsesfarezone og planer for modstandsdygtighed over for oversvømmelser i kystområder, " advarer Shirzaei.

Gennem denne analyse, de fandt landsynkning i Houston-Galveston-området på mere end 0,19 tommer (5 millimeter) om året i 85 procent af det oversvømmede område. De sandsynlige årsager til nedsynkning omfatter komprimering af sedimenter, grundvandsindvinding og kulbrinteproduktion.

De konkluderede, at områdets nedsynkning påvirkede sværhedsgraden af ​​oversvømmelser ved at ændre grundhøjder og topografiske gradienter. "Igangværende landsynkning på tværs af Houston-området sænkede muligvis oversvømmelseskontrolstrukturerne og ændrede grænser for flodsletter og grundlæggende oversvømmelsesdræning, hvilket yderligere forstærkede oversvømmelser, " siger Shirzaei.

Oversvømmelsesbestandighedsstrategier

"I en æra med klimaændringer, ekstreme vejrforhold bliver hyppigere og mere intense, " tilføjer Shirzaei. "Kombinationen af ​​ekstrem nedbør og jordforhold forårsager hidtil usete oversvømmelser, ikke kun i kystområder som Houston-Galveston, men også i Midtvestlige stater, hvor landmænd har oplevet skader på husdyr og landbrug, strækker sig fra Illinois til Louisiana."

Mens risikoklassificeringskort brugt af FEMA giver data om oversvømmelsesfare, denne undersøgelse viser, at landhøjde og hældning ændrer sig hurtigt, og disse kort skal muligvis opdateres hyppigere for at tage højde for sådanne ændringer.

Også, landsynkning sænker kystområder og gør dem mere sårbare over for oversvømmelser på grund af havniveaustigning og stormflod.

"Lektionerne fra oversvømmelserne efter orkanen Harvey fremhæver de store mangler ved de nuværende oversvømmelsesplaner, " siger Shirzaei. "Vi opfordrer interessenter og regulatorer til at bruge disse resultater til at opdatere farekort og forbedre oversvømmelsesplaner i overensstemmelse hermed for at beslutte, hvilke sikkerhedsforanstaltninger der er nødvendige for deres lokalsamfund."

I horisonten, Shirzaei og hans forskerhold bruger de samme satellitdatateknikker, der blev brugt i denne undersøgelse for at fokusere på oversvømmelserne i foråret 2019, der har ødelagt delstaterne i det midtvestlige. De vil specifikt se på virkningen af ​​oversvømmelser på landbrugets afgrøders sundhed og den lokale befolkning. De håber at kunne give anbefalinger om opdatering af kort og robusthedsplaner for at hjælpe disse områder i fremtiden.