A USC Dornsife tudósai a fejlett technológia segítségével derítettek fényt a katasztrófához vezető tényezők végzetes okaira. Eredményeik célja, hogy ez alapján további, árvizek által veszélyeztetett területeket is meghatározzanak. A megállapítások iránymutatást adhatnak a katasztrófavédelem, az infrastruktúra-tervezés és a globális közvélemény figyelmének felkeltésére, különösen mivel az éghajlatváltozás fokozza a szélsőséges időjárási események kockázatát.
Mint ismeretes, idén szeptember végén és október elején a kivételesen heves monszun esőzések halálos áradásokat és földcsuszamlásokat okoztak Nepál déli részén, a Katmandu régióban. Ez a katasztrófa alig több mint három évvel azután következett be, hogy egy hasonló katasztrofális esemény sújtotta az ország Melamchi völgyét, ahol pusztító áradások olyan iszapáradatot szabadítottak el, amelyek ezreket kényszerítettek lakóhelyük elhagyására és széles körű pusztítást okoztak a helyi közösségekben.
A kutatók kifinomult technológia segítségével most figyelemre méltó pontossággal értékelték a 2021. júniusi melamchi árvíz hatásait, és olyan módszereket dolgoztak ki, amelyek segíthetnek a jövőbeli katasztrofális árvizek előrejelzésében - és talán megelőzésében.
Josh West, a földtudományok és környezettanulmányok professzora és Chan-Mao Chen PhD-hallgató - USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences - vezetésével a Nature Geoscience című folyóiratban közzétett tanulmány (Erosion cascade during the 2021 Melamchi flood) a legmodernebb műholdképek, a völgy tájának digitális modelljei és a terepi adatok kombinálásával részletesen elemzi az árvíz kiváltó okait. Ez a megközelítés lehetővé tette a kutatók számára, hogy megvizsgálják, hogyan "dolgozott" együtt az esőzés, a hóolvadás és a meredek domborzat a hatalmas katasztrófa elszabadulásában.
"Tökéletes" vihar az áradáshoz és a törmelékáradathoz
A tanulmányból kiderül, hogy a melamchi árvíz olyan tényezők összjátékából alakult ki, amelyek megteremtették a katasztrófához szükséges feltételeket.
"Tudjuk, hogy az éghajlatváltozás fokozza a szélsőséges időjárási események gyakoriságát és súlyosságát, és ez a havária az iskolapéldája annak, hogyan tud több erő úgy összeadódni, hogy katasztrofális árvizet okozzon" - mondta West.
A kutatók megállapították, hogy a szokatlanul heves monszun esőzések a völgy magasabban fekvő részein a túlzott hóolvadással kombinálódtak, ami túlterhelte a régió folyórendszereit.
"A heves esőzések kiváltották a hóolvadást. Ez súlyosbította az áradást, és végül földcsuszamlásokat okozott" - mondta Chen. A meredek domborzat és az instabil lejtők a térségben tovább súlyosbították a károkat - tette hozzá.
A katasztrofális árvíz digitális modelljei
A csapat az egy évtized alatt gyűjtött nagy felbontású műholdfelvételek elemzésével példátlan pontossággal térképezte fel a tájban az árvíz előtt és után bekövetkezett változásokat. Ezután speciális szoftvereket alkalmaztak, hogy rendkívül részletes 3D-s térképeket, úgynevezett digitális felszíni modelleket (DSM) készítsenek a területről.
A DSM-ek elemzésével jelentős eróziós és üledéklerakódási mintákat azonosítottak a völgyben - ezek az árvíz pusztító erejének kulcsfontosságú mutatói.
"Az árvizek megfigyelésének hagyományos módszerei mérőműszerekre és helyszíni megfigyelésekre támaszkodnak, de ezek korlátozottak a távoli vagy nehezen megközelíthető területeken" - mondta Chen. "A műholdas felvételek segítségével sokkal teljesebb képet kaptunk arról, hogy az árvíz hogyan alakította át a tájat."
A DSM-ek lehetővé tették a kutatók számára, hogy megbecsüljék az erózió és a lerakódás mértékét, ami döntő fontosságú az árvíz tájra és a helyi infrastruktúrára gyakorolt hatásának súlyosságának megértéséhez, mondta West.
Egyes területeken a táj olyan drasztikusan megváltozott, hogy a folyómeder egész szakaszai alakultak át.
A csapat emellett a folyómederben lévő sziklákat is megvizsgálta, hogy megbecsülje az árvíz erejét. E hatalmas sziklák méretének és mozgásának mérésével ki tudták számítani, hogy mennyi vízre volt szükség a sziklák mozgatásához, így betekintést nyerhettek az áradó víz szállítási kapacitásába.
"Meg tudtuk mondani, hogy mennyi energiával rendelkezett az árvíz, és mennyi kellett a törmelék mozgatásához" - magyarázta Chen.
Globális következmények az árvízi szabályokra és felkészültségre
A tanulmány eredményei messzemenő hatással vannak a nepáli és a világ hasonló régióinak katasztrófavédelmére és politikai döntéshozatalára.
"A miénkhez hasonló részletes árvízelemzés fontos a korai előrejelző rendszerek kialakításához" - mondta West. Az ilyen típusú árvízi eseményeket kiváltó tényezők jobb megértése segíthet a hatóságoknak megjósolni, hogy mikor és hol következhet be a következő esemény.
A kutatók hangsúlyozták annak fontosságát is, hogy ezeket az adatokat felhasználják a földhasználat és az infrastruktúra tervezéséhez. Az árvízveszélyes területeket fel kell térképezni és meg kell érteni, nemcsak a jelenlegi kockázatot, hanem azt is, hogy ezek a kockázatok hogyan fognak alakulni a jövőben, ahogy az éghajlat tovább változik - mondta Chen.
A nyilvánosság számára a tanulmány megerősíti annak szükségességét, hogy jobban tudatosítani kell az árvízkockázatot a veszélyeztetett régiókban, különösen a hegyvidéki területeken és azokon a helyeken, ahol az erdőtüzek felperzselték a földet, mert itt az időjárás gyors változásai drámai hatással lehetnek.
Mivel a bolygó egyre melegszik, és a szélsőséges időjárási események egyre gyakoribbá válnak, a tanulmány értékes információkkal szolgál arról, hogy a tudósok hogyan tudják jobban előre jelezni és enyhíteni az árvizek és más természeti katasztrófák hatásait.
"A Melamchi-völgyhöz hasonló árvizek az éghajlatváltozás erősödésével gyakoribbá válhatnak" - mondta West. A kutatók remélik, hogy tanulmányuk és a hozzá hasonlók a jövőben csökkenthetik az ezzel járó kockázatokat és életeket menthetnek.
A tanulmányt az amerikai NSF Frontier Research in Earth Sciences programja finanszírozta.
