La diga di Kakhovka, nell’Ucraina meridionale, è stata distrutta il 6 giugno 2023. L’evento ha scatenato un’alluvione catastrofica che ha costretto migliaia di residenti ad evacuare le proprie comunità, con il livello dell’acqua che è salito di 3 metri sopra il livello normale. Per la maggior parte delle alluvioni causate dalla rottura di dighe o bacini idrici, note come alluvioni da outburst, è quasi impossibile reperire dati aggiornati. Quando i ricercatori riescono a raggiungere il sito in sicurezza, non resta che il risultato finale. Ma nel caso di Kakhovka, un satellite della NASA appena lanciato stava raccogliendo dati sulla regione, fornendo una visione unica dell’alluvione in tempo reale.
Utilizzando queste osservazioni, i ricercatori del Georgia Tech hanno verificato quanto bene i modelli di alluvione da outburst esistenti riproducessero l’evento reale. I risultati dello studio, pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters, hanno rivelato una discrepanza: i modelli sottostimavano sistematicamente le condizioni dell’alluvione. Persino i modelli migliorati faticavano a catturare con precisione sia l’altezza che la tempistica dell’alluvione. I risultati suggeriscono che le simulazioni di alluvione comunemente utilizzate potrebbero non catturare appieno le dinamiche delle grandi alluvioni da outburst. I modelli necessitano di miglioramenti per essere efficaci nella valutazione del rischio e nella pianificazione delle emergenze.
Mettere alla prova i modelli
I modelli di inondazione sono essenziali per stimare quanto possano essere letali e costosi gli eventi alluvionali improvvisi. “I modelli ci permettono di capire quali comunità potrebbero essere colpite da un’inondazione improvvisa”, ha affermato Karl Lang, professore associato presso la School of Earth and Atmospheric Sciences. “Ci aiutano anche a stimare per quanto tempo le acque alluvionali rimarranno sul territorio. In molti luoghi, un’inondazione prolungata può essere altrettanto devastante dell’evento iniziale, perché può danneggiare le infrastrutture, interrompere i mezzi di sussistenza e contribuire ai rischi per la salute pubblica”.
Fino a poco tempo fa, tuttavia, gli scienziati non avevano un modo per valutare l’accuratezza dei modelli. Ma quando la NASA ha lanciato il satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography), si è presentata un’opportunità fortuita. Il satellite è passato ripetutamente sopra la zona alluvionata di Kakhovka durante e dopo il crollo della diga, producendo misurazioni giornaliere dettagliate su tutta la pianura alluvionale. SWOT utilizza due antenne e una tecnica chiamata interferometria per misurare il livello dell’acqua con una precisione di circa 10 centimetri in fiumi, laghi, zone umide, bacini artificiali e oceani.
“SWOT non osserva ogni alluvione che si verifica, ma quando lo fa, fornisce esattamente le informazioni di cui abbiamo bisogno per capire come le acque alluvionali si muovono sul territorio“, ha affermato Tamlin Pavelsky, professore all’Università del North Carolina a Chapel Hill. “Queste osservazioni ci aiutano a migliorare i modelli computerizzati utilizzati per prevedere futuri eventi alluvionali”.
Realtà VS. simulazione
I ricercatori hanno confrontato le osservazioni satellitari con modelli che simulano la profondità e l’estensione delle alluvioni. Hanno scoperto che i modelli basati su dati globali comunemente disponibili simulavano costantemente livelli d’acqua più bassi e una velocità di scorrimento inferiore rispetto a quelli osservati da SWOT. Il team ha quindi migliorato i dati di input dei modelli incorporando stime più realistiche della topografia del bacino artificiale e del letto del fiume. Queste modifiche hanno avvicinato i risultati dei modelli alle condizioni reali, ma non sono ancora riuscite a riprodurre con precisione sia l’altezza che la tempistica dell’alluvione contemporaneamente.
“Raccogliere dati reali su queste enormi inondazioni è davvero difficile perché sono così localizzate, imprevedibili ed energiche”, ha affermato Karin Lehnigk, ricercatrice post-dottorato e autrice principale dello studio. “Grazie al modello SWOT, che ci ha fornito ogni giorno una nuova immagine che copre l’intero percorso dell’inondazione, siamo stati in grado di confrontare il modello con le condizioni reali in molte località e momenti diversi, in un modo che prima era possibile solo in laboratorio”.
I risultati suggeriscono che i limiti dei modelli vanno oltre la semplice disponibilità di mappe più precise della profondità dei bacini idrici o dei canali fluviali. Piuttosto, indicano sfide più ampie nel modo in cui gli scienziati simulano le grandi inondazioni e il loro movimento attraverso paesaggi complessi. Poiché l’invecchiamento delle infrastrutture, gli eventi meteorologici estremi e altri pericoli aumentano il rischio di inondazioni in tutto il mondo, i ricercatori affermano che modelli più precisi sono essenziali per aiutare le comunità a prepararsi alle inondazioni.