Zestaw narzędzi do analizy i reagowania na ekstremalne zdarzenia hydroklimatyczne
Skuteczne zarządzanie zagrożeniami hydroklimatycznymi, takimi jak powodzie, intensywne opady deszczu i susze, ma kluczowe znaczenie z uwagi na fakt, że zjawiska te mogą powodować straty w ludziach i zniszczenia materialne. Aby podnieść gotowość i zwiększyć możliwości reagowania na tego typu zagrożenia, a także zaadaptować rozwiązania związane z projektowaniem, bezpieczeństwem i finansowaniem do stale zmieniających się warunków środowiskowych, należy odpowiedzieć sobie na szereg pytań. Czy cykl hydrologiczny zmienia się w skali regionalnej pod wpływem zmiany klimatu i środowiska? Jak występujące z dala od siebie zdarzenia ekstremalne wiążą się ze sobą i z innymi czynnikami? W jaki sposób dochodzi do występowania okresów o dużym nasileniu powodzi i dużym nasileniu susz, czy zjawiska te przechodzą transformację, a jeśli tak to dlaczego? Celem wspieranego ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie” projektu HEGS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) była próba znalezienia odpowiedzi na te pytania. W związku z tym badacze obrali podejście metodologiczne i zdecydowali się stworzyć innowacyjne narzędzia do przewidywania zdarzeń ekstremalnych i szybkiego reagowania w przypadku ich wystąpienia.
Wnioski z historii cyklu hydrologicznego na Ziemi
Badacze sporządzili analizę danych globalnych na temat powodzi i intensywnych opadów deszczu obejmujących okres ostatnich 100 lat. Inne badania przypadku przeprowadzone w trakcie projektu dotyczyły analizy kombinacji wysokich temperatur i bezdeszczowych dni jako czynnika sprzyjającego powstawaniu pożarów w Australii(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz rekonstrukcji prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi we Francji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) obejmującej okres 311 lat przy użyciu historycznych śladów powodzi na budynkach. „Z drugiej strony, najbardziej ekscytujące badania to te obejmujące okres ostatnich 60 lat, głównie z tego powodu, że stosowane w nich metody statystyczne gorzej radzą sobie w przypadku znacznie mniejszej dostępności danych sprzed drugiej połowy XX wieku”, wyjaśnia koordynator projektu Benjamin Renard. Ta wiedza została wykorzystana do stworzenia obejmującej okres 180 lat rekonstrukcji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi i intensywnych opadów w skali globalnej. „Konieczne jest scharakteryzowanie przeszłych zmiennych, gdyż to pozwoli oszacować i zawęzić przyszłe przewidywania oparte na globalnych modelach klimatycznych, co z kolei pomoże w ustaleniu adekwatnych strategii adaptacyjnych”, podkreśla Renard.
Przekształcenie statystycznych danych hydroklimatycznych w narzędzia probabilistyczne
W ramach projektu HEGS powstały ogólne ramy statystyczne o nazwie STooDs(odnośnik otworzy się w nowym oknie), dzięki którym możliwe jest opisanie, jak dane środowiskowe różnią się w wymiarze przestrzennym i czasowym, a także w innych wymiarach. Ramy metodologiczne HEGS mogą w istotny sposób przyczynić się do dalszego rozwoju dziedziny hydrologii i nie tylko, na przykład oferując możliwość zbadania innych zmiennych, takich jak susze lub kombinacji wielu czynników (susza, fale upałów, silne wiatry), które zwiększają ryzyko wystąpienia pożarów.
Jak radzić sobie z ingerencją człowieka w zasoby wodne?
Ważnym aspektem projektu, z którym jego twórcy musieli się zmierzyć, był wybór odpowiednich danych do badania. „Dane na temat przepływu wody w ciekach są szczególnie trudne do analizowania, gdyż wiele rzek zostało uregulowanych (na przykład przez duże zapory). Dane z takich zlewni nie powinny być wykorzystane w tym projekcie z uwagi na fakt, że regulacja zasadniczo zmienia naturalne zależności między przepływem wody a klimatem i to w sposób, którego wciąż nie do końca rozumiemy”, zauważa Renard. Niestety jak dotąd nie powstał żaden zbiór danych na temat globalnego przepływu wody w ciekach, który ograniczałby się do zlewni rzek przypominających te naturalne. „Podjęliśmy próbę rozwiązania tego problemu wykonując różne analizy, których celem było wykluczenie danych o przepływie, które mogły dotyczyć zlewni uregulowanych. Mam nadzieję, że z czasem pojawi się więcej tego rodzaju inicjatyw(odnośnik otworzy się w nowym oknie)”, dodaje Renard. Aby ułatwić opinii publicznej zapoznanie się ze zjawiskiem zmienności hydroklimatycznej i zmiany warunków hydroklimatycznych, badacze z projektu HEGS wykorzystali techniki wizualizacji i sonifikacji, które umożliwiają spojrzenie na dane hydroklimatyczne z innej perspektywy. Efekty tych prac można znaleźć na blogu projektu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz w aplikacjach, takich jak hydrologiczne krajobrazy dźwiękowe(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz jak brzmią rzeki(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
