Estudo descobre que o momento da precipitação é crucial para a previsão de inundações

Com a previsão de chuvas recordes para continuar no futuro, muitos temem que inundações extremas sigam o exemplo. Mas um novo estudo liderado pelo CIRES publicado hoje em Ciência do Meio Ambiente Total descobriram que um aumento na precipitação por si só não aumentará necessariamente as inundações desastrosas — em vez disso, o risco de inundação depende de quantos dias se passaram entre as tempestades.

No estudo, o CIRES Fellow e diretor da Western Water Assessment, Ben Livneh, e seus colegas, incluindo o CIRES Fellow Kris Karnauskas, buscaram uma nova maneira de entender a umidade do solo e como ela impacta as inundações. A equipe de pesquisa sabia que a umidade do solo é importante para entender as inundações, mas medir os solos de forma eficaz é desafiador.

Então eles encontraram um proxy para a umidade do solo: intermitência de precipitação, a duração de um período de seca entre eventos de precipitação. Simplificando: após um tempo prolongado desde a última chuva, é preciso uma tempestade maior para gerar inundações; com menos dias entre tempestades, uma gama maior de condições pode levar a inundações.

“Podemos realmente entender as mudanças no risco de inundação com base no número de dias desde o último evento de chuva”, disse Livneh. “Queríamos deixar isso direto porque a água do solo é difícil de prever.”

A pesquisa se concentrou em regiões semiáridas e áridas e observou a chuva como uma forma de precipitação em vez de neve. Para criar um valor para a intermitência da precipitação, os pesquisadores observaram observações históricas de 108 bacias hidrográficas nos EUA de 1950 a 2022. Por meio da análise dessas observações, o objetivo era entender se solos úmidos ou secos precederam eventos de chuvas intensas — e como isso influenciou as enchentes.

A umidade do solo é notoriamente difícil de estimar ou simular, os resultados podem variar do quintal de uma pessoa para o seu quintal da frente, e entender como a umidade do solo influencia eventos de inundação é ainda mais difícil. Nels Bjarke, pesquisador de pós-doutorado da Western Water Assessment, executou a análise para o estudo.

“Não temos observações abrangentes da umidade do solo que sejam contínuas no espaço ou contínuas ao longo do tempo”, disse Bjarke. “Portanto, pode ser difícil aplicar algum tipo de estrutura preditiva para inundações usando apenas a umidade do solo porque os dados são esparsos.”

No entanto, a precipitação é amplamente medida, então a equipe testou a precipitação como um indicador da umidade do solo observando o momento da chuva, em vez da quantidade.

Por meio da análise, a equipe criou uma escala de tempo como um valor significativo para a intermitência da precipitação. Eles categorizaram a intermitência em segmentos de cinco dias. Dez dias ou menos indicavam baixa intermitência, quando uma alta faixa de tempestades poderia produzir inundações.

Períodos mais secos com 20 dias ou mais entre tempestades definiram alta intermitência, e apenas tempestades sérias poderiam produzir inundações. No geral, as probabilidades de inundação são 30% menores após longos períodos de seca.

As enchentes de 2013 em Boulder são um exemplo real de como a intermitência de precipitação é aplicada às projeções de enchentes. Sete dias de chuva pesada quase dobraram o recorde anterior de precipitação. O evento deslocou centenas de pessoas e causou US$ 2 bilhões em danos materiais, de acordo com a NOAA.

Os meteorologistas e os gestores de emergência poderiam usar as descobertas do artigo para antecipar riscos de inundação muito reais. Como existem observações de precipitação de amplo alcance, os meteorologistas podem pegar as descobertas deste artigo e usar a intermitência para ajudar a prever a probabilidade de uma inundação.

“À medida que entramos na era do big data, podemos nos beneficiar de indicadores simples, como a duração do período de seca, como uma forma de entender eventos extremos de forma mais intuitiva”, disse Livneh.