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 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 oraz rekonstrukcji prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi we Francji 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 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, 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”, 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 oraz w aplikacjach, takich jak hydrologiczne krajobrazy dźwiękowe oraz jak brzmią rzeki.
Słowa kluczowe
HEGS, powódź, susza, opady, przewidywanie, zagrożenia hydroklimatyczne, ekstremalne zdarzenia hydrologiczne, ramy statystyczne, zmiana środowiskowa
