Spatiotemporal analyses of Extreme Precipitation and Flooding in Tennessee

L'acqua è una compagna costante della vita, ma quando arriva con troppa forza o nel posto sbagliato, diventa una forza distruttiva capace di rimodellare i paesaggi e devastare le comunità. Negli Stati Uniti, due distinti tipi di disastri idrici dominano i titoli dei giornali: le inondazioni, che sono l'imbibizione lenta e crescente di terre asciutte causata dall'esondazione di fiumi e torrenti, e le alluvioni lampo, che sono ondate improvvise e violente che possono formarsi entro pochi minuti da una forte pioggia. Sebbene gli scienziati sappiano da tempo che gli eventi meteorologici estremi stanno diventando più frequenti, comprendere esattamente dove e come questi pericoli stiano cambiando richiede di osservare il passato attraverso una lente specifica. I ricercatori devono esaminare non solo quanti temporali si verifichino, ma dove accadano, quanto spesso colpiscano gli stessi luoghi e se i danni che causano stiano peggiorando nel tempo. Questo tipo di investigazione aiuta le comunità a prepararsi a un futuro in cui le regole dell'acqua e del tempo atmosferico potrebbero cambiare.

Un team di ricercatori della East Tennessee State University ha recentemente applicato questo tipo di indagine profonda e focalizzata sul tempo allo stato del Tennessee. Hanno costruito un modello digitale che ha permesso loro di osservare lo svolgersi di trentadue anni di storia meteorologica, contea per contea, per vedere come la pioggia intensa, le inondazioni fluviali e le alluvioni lampo si siano comportate in tutto lo stato. Il loro obiettivo era andare oltre il semplice conteggio dei temporali e invece mappare l'evoluzione dei modelli di pericolo. Hanno scoperto che, mentre il numero di eventi di inondazione è aumentato in alcune aree e diminuito in altre, la storia dei danni racconta una storia diversa, più urgente. Nella parte centrale dello stato, la frequenza delle piogge intense è in crescita e il costo finanziario dei disastri causati dalle inondazioni sta aumentando drasticamente, anche in luoghi in cui il numero di inondazioni non è necessariamente aumentato.

Per comprendere questi cambiamenti, i ricercatori hanno trattato lo stato come una linea temporale vivente. Hanno raccolto i registri di ogni evento di pioggia intensa, di ogni inondazione fluviale e di ogni alluvione lampo registrati tra il 1991 e il 2022. Per la pioggia, hanno esaminato i temporali abbastanza forti da essere attesi una volta all'anno, una volta ogni due anni e una volta ogni cinque anni. Per le inondazioni, hanno tracciato sia la frequenza con cui accadevano sia quanto denaro costavano in danni alle proprietà. Hanno poi inserito questa enorme quantità di dati in un sistema informatico che ha organizzato le informazioni in una griglia tridimensionale. In questa griglia, gli strati orizzontali rappresentavano la geografia dei novantacinque condotti del Tennessee, mentre l'asse verticale rappresentava il tempo, estendendosi dai primi anni '90 ad oggi. Ciò ha permesso al team di vedere non solo dove avvenivano gli eventi, ma anche come quei modelli si muovessero e si intensificassero nel corso dei decenni.

I risultati hanno rivelato uno stato in transizione. In tutto il Tennessee, il numero di contee che sperimentano un aumento delle precipitazioni intense è molto superiore al numero di quelle che vedono una diminuzione. Questa tendenza è particolarmente forte nel centro dello stato, dove un gruppo di contee è diventato un hotspot costante per la pioggia intensa. In alcune di queste contee centrali, il numero di eventi di pioggia intensa è raddoppiato o triplicato negli ultimi anni rispetto all'inizio del periodo di studio. I ricercatori hanno identificato aree specifiche, come il bacino di Nashville e i margini del Cumberland Plateau, dove queste piogge intense stanno diventando una caratteristica regolare e intensificante del clima locale.

Quando il team ha rivolto l'attenzione alle alluvioni lampo, il quadro è diventato più complesso. Nella parte occidentale dello stato, specificamente nelle contee di Shelby e Tipton, il numero di eventi di alluvione lampo è chiaramente in aumento. Tuttavia, in molte altre parti dello stato, il numero di alluvioni lampo è effettivamente diminuito o è rimasto invariato. Ciò potrebbe suggerire che il pericolo stia svanendo in alcuni luoghi, ma i dati sui danni alle proprietà raccontano una storia diversa. Nelle parti centrali e orientali dello stato, il denaro perso a causa delle alluvioni lampo sta crescendo costantemente. Ciò significa che, sebbene possano esserci meno alluvioni lampo in alcune aree, quelle che si verificano causano danni più gravi. È un po' come una tempesta che colpisce meno spesso ma porta un colpo più pesante quando arriva.

I ricercatori hanno anche esaminato le inondazioni fluviali tradizionali, che tendono a salire più lentamente rispetto alle alluvioni lampo. In questo caso, la tendenza è chiaramente al rialzo nelle sezioni centrali e orientali dello stato. Le contee del Tennessee centrale stanno vedendo inondazioni fluviali più frequenti, e il costo finanziario di questi eventi sta crescendo nell'est. Interessante è che lo studio ha scoperto che il numero di eventi di inondazione e l'importo di denaro perso non sempre si muovono nella stessa direzione. In alcune contee, il numero di inondazioni sta diminuendo, ma i danni aumentano. Ciò suggerisce che le inondazioni che si verificano stanno diventando più intense, o che le comunità che colpiscono stanno diventando più vulnerabili a causa di cambiamenti nel terreno, come la presenza di più edifici e strade che impediscono all'acqua di penetrare nel suolo.

Uno dei risultati più sorprendenti è emerso guardando la geografia e la storia dello stato. I ricercatori hanno notato che un evento di pioggia record nel 2021 in una contea centrale, che ha scaricato oltre venti pollici di pioggia in un singolo giorno, ha causato un'alluvione lampo che ha ucciso ventidue persone e causato oltre cento milioni di dollari di danni. Questo singolo evento, molto più intenso di qualsiasi cosa vista nei decenni precedenti, ha contribuito a spostare le tendenze a lungo termine per quella regione. Lo studio ha inoltre evidenziato come la forma dello stato e i suoi confini possano nascondere questi modelli. Quando i ricercatori hanno analizzato lo stato nel suo insieme, alcune aree pericolose sono state mascherate dal volume di eventi nel centro. Ma quando hanno esaminato separatamente le regioni orientali, centrali e occidentali, sono emersi nuovi hotspot, in particolare nell'est, dove sono stati rivelati pericoli precedentemente nascosti.

Lo studio conclude che gli strumenti utilizzati per mappare questi cambiamenti sono preziosi per chiunque cerchi di proteggere le comunità dai disastri idrici. Visualizzando come i pericoli si muovono attraverso il tempo e lo spazio, i pianificatori possono vedere quali aree stanno diventando più pericolose e perché. La ricerca mostra che la minaccia non è uniforme; è concentrata in sacche specifiche dello stato, con la regione centrale che affronta l'aumento più significativo sia nelle piogge intense che nei danni da inondazione. I risultati suggeriscono che prepararsi per il futuro richiede più del semplice conteggio dei temporali; richiede la comprensione di come l'intensità di quei temporali e la vulnerabilità del terreno stiano cambiando insieme. Mentre il clima continua a cambiare, queste mappe dettagliate del passato offrono una guida cruciale per costruire un futuro più sicuro.