Spatiotemporal analyses of Extreme Precipitation and Flooding in Tennessee

A água é uma companheira constante da vida, mas quando chega com força excessiva ou no lugar errado, torna-se uma força destrutiva capaz de remodelar paisagens e devastar comunidades. Nos Estados Unidos, dois tipos distintos de desastres hídricos dominam as manchetes: as inundações, que são o aumento lento e gradual de terras secas pelo transbordamento de rios e riachos, e as enchentes repentinas (flash floods), que são surtos súbitos e violentos que podem se formar em minutos após uma chuva forte. Embora os cientistas saibam há muito tempo que os eventos climáticos extremos estão se tornando mais frequentes, compreender exatamente onde e como esses perigos estão mudando exige olhar para o passado através de uma lente específica. Os pesquisadores devem examinar não apenas quantos eventos ocorrem, mas onde eles acontecem, com que frequência atingem os mesmos lugares e se os danos que causam estão piorando ao longo do tempo. Esse tipo de investigação ajuda as comunidades a se prepararem para um futuro onde as regras da água e do clima podem estar mudando.

Uma equipe de pesquisadores da East Tennessee State University aplicou recentemente esse tipo de investigação profunda e focada no tempo ao estado do Tennessee. Eles construíram um modelo digital que permitiu observar o desenrolar de trinta e dois anos de história meteorológica, condado por condado, para ver como a chuva forte, as inundações fluviais e as enchentes repentinas se comportaram em todo o estado. O objetivo era ir além das simples contagens de tempestades e, em vez disso, mapear os padrões evolutivos do perigo. Eles descobriram que, embora o número de eventos de inundação tenha aumentado em algumas áreas e diminuído em outras, a história dos danos conta um relato diferente e mais urgente. Na parte central do estado, a frequência de chuvas intensas está subindo, e o custo financeiro dos desastres de inundação está aumentando drasticamente, mesmo em locais onde o número de inundações não necessariamente aumentou.

Para entender essas mudanças, os pesquisadores trataram o estado como uma linha do tempo viva. Eles reuniram registros de cada evento de chuva forte, cada inundação de rio e cada enchente repentina registrada entre 1991 e 2022. Para a chuva, observaram tempestades que seriam esperadas uma vez por ano, uma vez a cada dois anos e uma vez a cada cinco anos. Para as inundações, rastrearam tanto a frequência com que ocorriam quanto quanto dinheiro custavam em danos materiais. Em seguida, inseriram essa enorme quantidade de dados em um sistema de computador que organizou as informações em uma grade tridimensional. Nesta grade, as camadas horizontais representavam a geografia dos noventa e cinco condados do Tennessee, enquanto o eixo vertical representava o tempo, estendendo-se do início da década de 1990 até o presente. Isso permitiu que a equipe visse não apenas onde os eventos aconteciam, mas como esses padrões se moviam e se intensificavam ao longo das décadas.

Os resultados revelaram um estado em transição. Em todo o Tennessee, o número de condados que experimentam um aumento nas chuvas intensas é muito maior do que o número que observa uma diminuição. Essa tendência é particularmente forte no meio do estado, onde um grupo de condados tornou-se um ponto crítico constante para chuvas intensas. Em alguns desses condados centrais, o número de eventos de chuva forte dobrou ou triplicou nos últimos anos em comparação com o início do período de estudo. Os pesquisadores identificaram áreas específicas, como a Bacia de Nashville e as bordas do Planalto de Cumberland, onde essas chuvas fortes estão se tornando uma característica regular e intensificadora do clima local.

Quando a equipe voltou sua atenção para as enchentes repentinas, o cenário tornou-se mais complexo. Na parte oeste do estado, especificamente nos condados de Shelby e Tipton, o número de eventos de enchentes repentinas está claramente aumentando. No entanto, em muitas outras partes do estado, o número de enchentes repentinas diminuiu ou permaneceu o mesmo. Isso pode sugerir que o perigo está diminuindo em alguns lugares, mas os dados sobre danos materiais contam uma história diferente. Nas partes central e leste do estado, o dinheiro perdido para enchentes repentinas está subindo constantemente. Isso significa que, embora possa haver menos enchentes repentinas em algumas áreas, as que ocorrem causam danos mais graves. É um pouco como uma tempestade que atinge com menos frequência, mas traz um golpe mais pesado quando chega.

Os pesquisadores também observaram as inundações fluviais tradicionais, que tendem a subir mais lentamente do que as enchentes repentinas. Aqui, a tendência é claramente ascendente nas seções central e leste do estado. Condados no centro do Tennessee estão vendo inundações fluviais mais frequentes, e o custo financeiro desses eventos está aumentando no leste. Curiosamente, o estudo descobriu que o número de eventos de inundação e o montante de dinheiro perdido nem sempre se movem na mesma direção. Em alguns condados, o número de inundações está diminuindo, mas o dano está aumentando. Isso sugere que as inundações que estão acontecendo estão se tornando mais intensas, ou que as comunidades que elas atingem estão se tornando mais vulneráveis devido a mudanças na terra, como mais edifícios e estradas que impedem a água de infiltrar no solo.

Uma das descobertas mais impressionantes veio da observação da geografia e da história do estado. Os pesquisadores notaram que um evento de chuva recorde em 2021 em um condado central, que despejou mais de vinte polegadas de chuva em um único dia, causou uma enchente repentina que matou vinte e duas pessoas e causou mais de cem milhões de dólares em danos. Este evento único, que foi muito mais intenso do que qualquer outro visto nas décadas anteriores, ajudou a deslocar as tendências de longo prazo para aquela região. O estudo também destacou como a forma do estado e suas fronteiras podem ocultar esses padrões. Quando os pesquisadores analisaram o estado como um todo, algumas áreas perigosas foram mascaradas pelo volume total de eventos no centro. Mas quando observaram as regiões leste, central e oeste separadamente, novos pontos críticos emergiram, particularmente no leste, onde perigos anteriormente ocultos foram revelados.

O estudo conclui que as ferramentas usadas para mapear essas mudanças são valiosas para qualquer pessoa que tente proteger comunidades de desastres hídricos. Ao visualizar como os perigos se movem através do tempo e do espaço, os planejadores podem ver quais áreas estão se tornando mais perigosas e por quê. A pesquisa mostra que a ameaça não é uniforme; ela está concentrada em bolsões específicos do estado, com a região central enfrentando o aumento mais significativo tanto na chuva intensa quanto nos danos por inundação. As descobertas sugerem que preparar-se para o futuro requer mais do que apenas contar tempestades; requer compreender como a intensidade dessas tempestades e a vulnerabilidade da terra estão mudando juntas. À medida que o clima continua a mudar, esses mapas detalhados do passado oferecem um guia crucial para construir um futuro mais seguro.