Jordskred:Nye tidlige varslingssystemer reducerer falske alarmer

Mange skråninger i Campania -regionen i Italien er dækket af lag af vulkansk jord, resultatet af gentagne udbrud i løbet af årtusinder. Efterhånden som virkningerne af klimaændringer forværres, herunder forekomsten af ​​meget intens og kort nedbør i lokaliserede områder, der er et voksende behov, især i denne og andre italienske regioner, der er sårbare over for jordskred, at forstå den dynamik, der fremkalder sådanne begivenheder mere præcist og udvikle modeller, der kan forudsige dem. Når den anvendes via passende tidlige varslingssystemer, disse værktøjer kan støtte beslutningstagere i at vedtage effektive foranstaltninger til beskyttelse af mennesker og områderne selv mod jordskred.

Til denne ende, undersøgelsen "Undersøgelse af mulighederne for genanalyse af ERA5 til støtte for undersøgelser af jordskred:en testcase fra Campania Region" (Syditalien) af CMCC Foundation identificerer potentialet i femte generation af atmosfæriske modeller (kendt som reanalysedatasæt ERA5) udviklet af European Center for Mellemklasse vejrudsigter til forbedring af ydeevnen for tidlige varslingssystemer, der bruges, for eksempel, af civilbeskyttelsen (Protezione Civile).

På en skråning dækket af pyroklastiske jordskred er sædvanligvis forårsaget af en kombination af to faktorer:de tidligere hældningsvådhedsforhold og den udløsende tilstand repræsenteret af en intens nedbørshændelse. Det tidlige advarselssystem, der i øjeblikket bruges i regionen Campania, bruger sidstnævnte som den eneste indikator, ignorerer jordens tidligere forhold. Som resultat, hver gang der forudsiges en nedbørshændelse med en bestemt intensitet, uanset tilstanden på jorden i det specifikke øjeblik, systemet returnerer en alarmtilstand, foralarm eller alarm. Dette øger sandsynligheden for falske alarmer og derfor for beslutninger - f.eks. Vejspærringer - som kan forårsage afbrydelser af tjenester, der i nogle tilfælde kunne undgås.

"Reanalyser er atmosfæriske modeller, de samme som bruges til prognoser. Men de bruges normalt i baganalyse til at rekonstruere tidligere vejrforhold, "forklarer Guido Rianna, CMCC-forsker og medforfatter af undersøgelsen. "På grund af denne egenskab, formålet med genanalyser er ikke at forudsige, men for at homogenisere, fra et rumligt og tidsmæssigt synspunkt, data fra forskellige in situ -overvågningssystemer - såsom vejrstationer - eller fra fjernmåling, såsom satellitter. "

Femte generation af reanalyse (ERA5) har en meget bedre rumlig opløsning end de tidligere, tilvejebringelse af atmosfæriske variabler på gitterceller på cirka 30 km side. Ud over, det er muligt at få adgang til gratis dagligt opdaterede data via Climate Data Store i Copernicus Climate Change Service. Disse data spænder fra 1979 til 5 dage før konsultationen. Så kort tid med datafrigivelse tillod undersøgelsens forfattere at antage-og derefter verificere-en god ydeevne af værktøjet, ikke kun til baganalysestudier, men også til operationelle formål såsom udvikling af systemer til tidlig varsling.

"Vi verificerede først pålideligheden af ​​ERA5 -genanalysen ved gengivelse af nedbørshistorier, der førte til jordskredshændelser, der faktisk fandt sted i det undersøgte område, "siger Alfredo Reder, CMCC -forsker og første forfatter til publikationen. "Næste, vi analyserede den specifikke jordskredshændelse, der fandt sted i Nocera Inferiore (Campania) den 4. marts 2005. Vi verificerede, at ved den begivenhed, de fugtestimater, der tilbydes af ERA5, selvom den ikke er fri for begrænsninger og begrænsninger, ville have været i stand til at observere en meget høj værdi med hensyn til vandindhold langs hele dækslet. Dermed, vi har været i stand til at tage det sidste trin med at evaluere muligheden for at bruge disse genanalyser operationelt til et tidlig varslingssystem. I den sidste fase af vores forskning, vi verificerede, at ERA5 -datasættene, hvis den bruges som fuldmagt til at støtte en beslutning, kunne forbedre pålideligheden af ​​den prognosemodel, der i øjeblikket bruges i Campania, fordi de kan give oplysninger om tidligere hældningsvådhedsforhold, som er en disponerende faktor for en jordskredshændelse. "

Resultaterne af undersøgelsen tyder på dette værktøjs potentiale, især for at minimere falske alarmer, samtidig undgå ubesvarede alarmer.

"Enhver ekspert i jordskred i pyroklastiske jordarter ville sige, at forekomsten af ​​en intens nedbørshændelse i september i Campania, sker på en jord i tør tilstand, kan sjældent udløse et jordskred, "slutter Rianna." Men til dato mangler der kvantitativ observationsstøtte for at bekræfte dette. I dag, en beslutningstager i civilbeskyttelsen, på grundlag af eksisterende studier i litteraturen, kunne ikke undgå at slå alarm i tilfælde af en prognose for en nedbørshændelse med visse egenskaber:han kunne ikke understøtte dette valg med data om jordens tilstand i den foregående periode (bortset fra et par begrænsede skråninger). Vores forskning viser, at ERA5 kunne udfylde dette hul og derfor minimere antallet af falske alarmer. "

Resultaterne af denne forskning gælder for tilfælde af pyroklastiske jordskred, som er karakteristiske for det undersøgte område. Det næste trin vil være at verificere egnetheden af ​​ERA5 -genanalyser til samme formål, men i tilfælde af andre jordtyper, såsom lerjord, der fører til langsomme jordskred, som er karakteristiske for forskellige områder i Italien, såsom de sydlige Apenniner og nogle områder i Basilicata og Campania.