Nowe badania sugerują, że erozja gleby powoduje, że powodzie na obszarach pustynnych są bardziej śmiercionośne, i ostrzegają przed rosnącym zagrożeniem dla zaludnionych miast przybrzeżnych na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej.
Naukowcy odkryli, że wzmożona erozja gleby spowodowana pustynnieniem nasila skutki powodzi w miastach Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej. Ich badanie, zainspirowane katastrofalnymi powodziami w Dernie w Libii w 2023 r., w których zginęło ponad 11 300 osób, podkreśla pilną potrzebę wprowadzenia ulepszonych programów obserwacji Ziemi w celu lepszego monitorowania tych coraz częstszych ekstremalnych zjawisk pogodowych i zarządzania nimi.
Nowe badanie z USC Naukowcy z Viterbi School of Engineering wraz z badaczami z Institute de Physique du Globe de Paris na Uniwersytecie Paris Cité odkryli, że nasilenie erozji gleby na obszarach przybrzeżnych w wyniku pustynnienia pogarsza skutki powodzi dla portów na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej miasta. Naukowcy skupili swoje obserwacje na niszczycielskich powodziach, które miały miejsce w 2023 r. w mieście Derna w Libii, w których zginęło ponad 11 300 osób, i wykazali, w jaki sposób nasilenie erozji gleby znacząco przyczyniło się do katastrofalnych skutków tych niezwykłych powodzi pustynnych. Badania opublikowane w Komunikacja przyrodniczaopublikowano prawie rok po śmiercionośnej powodzi 10 września 2023 r. Współautorzy uważają, że ich praca rzuca światło na alarmującą bezbronność, z jaką borykają się obszary suche, biorąc pod uwagę rosnącą częstotliwość ekstremalnych zjawisk pogodowych spowodowanych zmianami klimatycznymi i pilną koniecznością potrzeba zaawansowanych programów obserwacji Ziemi w celu monitorowania i charakteryzowania tych obszarów.
Rosnące ryzyko w suchych regionach
W ciągu ostatniej dekady Sahara Północnoafrykańska, obszar większy niż kontynentalne Stany Zjednoczone, stanęła w obliczu niebezpiecznego połączenia warunków; coraz bardziej suche warunki, przerywane intensywnymi ulewami przybrzeżnymi. Źródła takich zmian są następujące: rosnące pustynnienie doprowadziło do nasilonych susz, a burze deszczowe w regionie zwiększyły się ze względu na rosnącą temperaturę wody morskiej we wschodniej części Morza Śródziemnego w wyniku globalnego ocieplenia. Autor korespondujący z artykułem, Essam Heggy, który jest pracownikiem naukowym w Laboratorium Systemów Mikrofalowych, Czujników i Obrazowania (MiXIL) na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Ming Hsieh oraz współgłównym badaczem w USC Viterbi Center for Arid and Computer Engineering Organizacja Water Research Exploration (AWARE) podaje, że łącznie te dwa ekstremalne warunki zwiększają erozję gleby i generują śmiercionośne strumienie błota, które trudno kontrolować ze względu na starzejące się tamy istniejące na tym obszarze.
Choć niektórzy uczeni uważają, że susze są największym zagrożeniem dla Sahary, Heggy ostrzega, że tak nie jest. Dowodów dostarcza jego współpracownik zatytułowany „Ocena erozji powodziowej po sztormie Daniel w Libii” – mówi.
Katastrofalne skutki sztormu Daniel
Rok temu, jesienią 2023 r., burza Daniel, znana również jako „Medicane Daniel”, uderzyła we wschodnie wybrzeże Libii, powodując bezprecedensowe gwałtowne powodzie, w wyniku których zginęło ponad 11 300 osób oraz szkody w infrastrukturze na dużą skalę. (Z Yale Climate Connections zasugerowano, że gwałtowne powodzie tego rodzaju nie były obserwowane na kontynencie od ponad 100 lat).
Autorzy wyjaśniają, że najbardziej śmiercionośna powódź w Afryce od stulecia, która miała miejsce na pustyni, nastąpiła na skutek splotu czynników: niezwykle wysokich opadów, zawalenia się dwóch tam przeciwpowodziowych oraz braku regulacji „niebieskiej” infrastruktury wodnej miasta to ekstremalne wydarzenie. Sugerują, że obciążenie osadami wynikające z erozji powierzchniowej zwiększyło gęstość płynącej wody i zaostrzyło katastrofalne skutki gwałtownych powodzi w nadmorskich miastach Derna i Susah, gdzie 66% powierzchni Derna i 48% powierzchni miejskich Susah doświadczyło umiarkowanego -za duże szkody.
Zaawansowane monitorowanie za pomocą radaru
Wykorzystując serię obrazów z orbitalnego radaru z syntetyczną aperturą Sentinel-1A w paśmie C, badacze zmierzyli zmiany w spójności zwracanego sygnału, co wpłynęło na zmiany we właściwościach tekstury powierzchni przed i po wystąpieniu burzy. (Różnice te służą jako wskaźnik zastępczy dla mapowania erozji powodziowej i oceny szkód w infrastrukturze).
Naukowcy wykazali, że przepływ w strumieniach był silnie obciążony i zagęszczony erodowanymi glebami, co zwiększało destrukcyjny charakter przepływu. To z kolei przyczyniło się do awarii dwóch tam, które miały chronić miasto i mieszkańców Derny.
Istniejące modele przepływu odpływu są cenne przy szacowaniu zasięgu powodzi, mówi Heggy. Twierdzi jednak, że nie są w stanie ocenić erozji powierzchniowej na pustyniach, która może mieć niszczycielski wpływ, jak widać w Dernie.
Satelity radarowe, twierdzi Heggy, pokonują to ograniczenie. „Poprawa monitorowania suchych zlewni za pomocą zaawansowanych satelitów radarowych będzie miała kluczowe znaczenie dla ograniczenia tego niszczycielskiego ryzyka w kilku częściach Sahary, Półwyspu Arabskiego i innych pustyń”.
Wyzwania w zarządzaniu i polityce powodziowej
Jonathan Normand, odwiedzający doktorant w USC AWARE Center i pierwszy autor artykułu, mówi: „Dziś w mediach społecznościowych można publikować posty ze środka pustyni dzięki setkom satelitów komunikacyjnych krążących obecnie wokół Ziemi. Jednak badaczom wciąż pozostaje ograniczona liczba satelitów, które pozwalają uchwycić złożoność dynamiki Ziemi i procesów powierzchniowych zachodzących na pustyniach”.
Końcowe ostrzeżenie dotyczące przyszłych zagrożeń
„Sekwencja wydarzeń, która wydarzyła się w Libii, może mieć miejsce na wielu zaludnionych obszarach Afryki Północnej i Półwyspu Arabskiego” – ostrzega Heggy i współpracownicy w ramach równoległego badania przeprowadzonego z badaczami z Maroka i Hiszpanii.
Heggy zauważa, że istnieją również dodatkowe czynniki ryzyka: Burze stają się coraz silniejsze, a miasta stają się coraz bardziej zaludnione i mniej zorganizowane pod względem polityki ograniczającej rozwój i zwiększającej gotowość na wypadek klęsk żywiołowych.
„Śmiertelna powódź w Derna’s pokazuje, że regionalni decydenci na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej nie wsłuchują się jeszcze dostatecznie w naukę, mimo że w regionie gościły dwie ostatnie konferencje w sprawie zmian klimatycznych. Najbardziej zabójczym wrogiem jest nasze własne przekonanie, że te skrajności są zdarzeniami punktualnymi, które się nie powtórzą. Modele klimatyczne mówią nam, że odwet będzie jeszcze silniejszy”.
Odniesienie: „Ocena erozji powodziowej po burzy Daniel w Libii”, Jonathan CL Normand i Essam Heggy, 20 sierpnia 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-49699-8
