Una nuova ricerca dell’Università della Pennsylvania dimostra che l’uragano Ida non è stato un evento anomalo che si verifica una volta ogni secolo, ma un’anticipazione di come il cambiamento climatico, l’urbanizzazione e l’invecchiamento delle infrastrutture stiano riscrivendo il rischio di alluvioni. Quasi ogni mattina, il Schuylkill River Trail è il luogo dove molti abitanti di Philadelphia escono per prendere una boccata d’aria fresca. I corridori controllano i loro tempi, i ciclisti sfrecciano sotto i ponti e chi porta a spasso il cane stringe in mano una tazza di caffè.
Ma dopo che i resti dell’uragano Ida e sette tornado si sono abbattuti su Philadelphia all’inizio di settembre del 2021, queste abitudini sono state interrotte, poiché parti del sentiero sono scomparse sotto un mare di acqua marrone fangosa. La Vine Street Expressway, che corre tra i fiumi Schuylkill e Delaware, è stata chiusa a causa dell’allagamento della carreggiata, che ha raggiunto quasi i cavalcavia.
Per comprendere meglio l’impatto della tempesta su Philadelphia, un team di ricerca interdisciplinare dell’Università della Pennsylvania ha sviluppato un modello ad alta risoluzione, aprendo la strada a previsioni più accurate per mitigare i danni, dato che gli eventi meteorologici estremi stanno diventando sempre più frequenti.
“Abbiamo potuto utilizzare Philadelphia come laboratorio naturale per modellare come si sviluppano effettivamente le inondazioni su questa scala, comprese le linee ferroviarie e i quartieri”, afferma il geofisico Hugo Ulloa, che ha supervisionato la ricerca. “È stata un’opportunità unica per utilizzare i dati della città e le competenze locali, al fine di servire meglio la città in vista dei prossimi eventi”.
I risultati dello studio
I ricercatori dimostrano che i terreni saturi d’acqua, le superfici pavimentate e i sistemi di drenaggio sovraccarichi stanno intensificando le inondazioni e che i livelli dei fiumi che negli anni ’50 si prevedevano ogni 50 anni, ora statisticamente si verificano ogni tre anni. Hanno inoltre identificato la soglia di un evento ogni 100 anni come il “punto di svolta”, oltre il quale l’inondazione sfugge al contenimento e si diffonde rapidamente nel paesaggio urbano. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista npj Natural Hazards.
“L’uragano Ida ha messo in luce una sfida crescente nella previsione delle inondazioni urbane in un clima che cambia”, afferma Ulloa. “I modelli esistenti sono troppo approssimativi e generici; semplicemente non riescono a risolvere le complesse interazioni tra precipitazioni, portata dei fiumi, maree, sedimenti e paesaggio urbano, il che limita l’efficacia delle misure di mitigazione nelle regioni densamente popolate”.
Mappare un disastro
Ulloa e il climatologo Michael E. Mann hanno collaborato con il geofisico Douglas Jerolmack e la robotica M. Ani Hsieh per realizzare una delle mappe più dettagliate del bacino del fiume Schuylkill fino ad oggi. Hanno utilizzato i dati raccolti da veicoli di superficie autonomi che hanno mappato il letto del fiume ad alta risoluzione, catturando caratteristiche che di solito vengono trascurate nei rilievi su larga scala. Dingyu Xuan, ex ricercatore universitario presso il GEFLOW Lab di Ulloa, ha utilizzato questi dati, insieme a modelli del terreno ottenuti tramite LiDAR, mappe 3D ad alta risoluzione del suolo create con la scansione laser e informazioni sull’uso del territorio, per realizzare un modello a livello stradale che ricreasse la furia di Ida isolato per isolato.
I ricercatori hanno scoperto che la vasta distesa di superfici impermeabili di Philadelphia limita fortemente la capacità del terreno di assorbire le precipitazioni, convertendo quasi tutta la pioggia direttamente in deflusso superficiale durante una tempesta come Ida. Allo stesso tempo, il labirinto di infrastrutture cittadine – edifici, strade e argini – agisce come un enorme collo di bottiglia, ostacolando il drenaggio e intrappolando le acque stagnanti nei quartieri bassi anche molto tempo dopo il passaggio della tempesta.
Il costo degli immobili lungo il fiume
“Abbiamo capito che Ida non è stato un evento anomalo, quanto piuttosto un test di resistenza“, afferma il coautore Leandro Pongeluppe, economista. “I sistemi progettati per resistere alle inondazioni sono ora chiamati a operare in condizioni per le quali non sono mai stati concepiti”.
Ciò che rende questa storia insolita, osserva Pongeluppe, è che a essere maggiormente a rischio di alluvione sono i cittadini di Philadelphia più poveri e quelli più ricchi. Per i residenti ad alto reddito, il rischio è dovuto all’ampia superficie impermeabile e al cedimento del terreno sotto il peso di infrastrutture dense. Per le comunità a basso reddito, il rischio è il risultato dell’elevato onere abitativo – la pressione finanziaria derivante dalla spesa sproporzionata del reddito per l’abitazione – dell’insufficiente preparazione alle alluvioni e della negligenza sistemica in materia di tutela ambientale.
Analizzando i dati sui prestiti a livello di codice postale, Pongeluppe ha anche scoperto che i prestiti federali per calamità naturali approvati non sono stati neanche lontanamente sufficienti a coprire l’entità dei danni.
Prepararsi alla prossima alluvione
Il pericolo non scompare con il ritiro delle acque, osserva Ulloa, poiché la contaminazione da acque alluvionali che rimangono intrappolate nelle zone basse può causare effetti a lungo termine sulla salute pubblica. Le inondazioni possono trasportare liquami, rifiuti umani e altri inquinanti fluviali nelle strade cittadine situate in zone basse, dove l’acqua ristagna.
“Le acque alluvionali sono come il cioccolato, dense di sedimenti fini in sospensione“, spiega. “Quando arriva l’alluvione, penetra nelle zone basse dove l’acqua rimane intrappolata. Il sole fa evaporare le sostanze e si forma uno strato di polvere che si diffonde in tutta la città, che può essere contaminato e disperdersi nell’aria se soffia il vento. Si tratta di problematiche serie di cui di solito non si parla, e che hanno un impatto a lungo termine sulla città”.
Dato che Philadelphia è costruita in modo troppo stretto attorno al fiume Schuylkill per potersi ritirare, Ulloa sostiene l’espansione delle infrastrutture verdi, trasformando gli spazi aperti in spugne altamente permeabili in grado di assorbire le acque alluvionali.
Guardando al futuro, il team sta cercando finanziamenti per costruire un “gemello digitale” basato sull’intelligenza artificiale del loro modello di Philadelphia. Addestrato sul modello fisico, questo gemello sarebbe in grado di elaborare le previsioni meteorologiche in continua evoluzione e calcolare le previsioni di allagamento a livello stradale in pochi minuti anziché in giorni.
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