Un equipo de investigación del Centro Helmholtz de Investigación Medioambiental (UFZ) y del Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ) presentó en Nature Communications un sistema de previsión de inundaciones. que proporciona no sólo niveles de agua oportunos sino también mapas dinámicos de inundaciones de alta resolución. Los investigadores han podido combinar varios modelos de pronóstico de tal manera que puedan predecir con precisión los impactos de las inundaciones en edificios individuales.

En los últimos años se han logrado grandes avances en la predicción espaciotemporal de las inundaciones. Por tanto, ahora es posible predecir los niveles máximos de inundación en los lugares donde se encuentran los medidores de ríos. Sin embargo, hasta ahora, las estimaciones de los impactos de las inundaciones en las ciudades y municipios eran sólo aproximadas o incluso completamente inexactas, especialmente para las personas en los tramos inferiores del río lejos de los lugares donde se realizan los medidores. Sin embargo, esta información es fundamental, ya que se debe notificar a la población afectada con la mayor antelación posible para poder iniciar las medidas de evacuación necesarias.

"Lo que se necesita es un sistema de alerta temprana de inundaciones de última generación que proporcione pronósticos de inundaciones de alta resolución de manera oportuna e indique los impactos de la inundación en edificios individuales", dice el profesor Luis Samaniego, autor principal y modelador de UFZ. . Esta sería una mejora clave para la gestión de crisis.

En un primer paso en el desarrollo del nuevo sistema de predicción de inundaciones, los investigadores de los dos centros Helmholtz combinaron las previsiones de precipitaciones del Servicio Meteorológico Alemán (sistema de predicción por conjuntos de área limitada NWP) con el modelo hidrológico de mesoescala (mHM) desarrollado en la UFZ. Este modelo no solo proporciona información sobre la descarga de agua, sino también información temporal sobre la humedad del suelo, uno de los factores críticos para el desarrollo de inundaciones.

Basándose en los datos disponibles sobre la catastrófica inundación que tuvo lugar en el valle del Ahr en julio de 2021 y en un sistema de predicción por conjuntos de 20 miembros, pudieron predecir los caudales máximos de inundación por hora en el medidor Altenahr en modo retrospectivo. Con este enfoque, estimaron la probabilidad de superar los niveles de inundación de 50 o 100 años.

Las simulaciones revelaron que el 15% de los miembros del conjunto habrían pronosticado una superación de una inundación de 100 años con un tiempo de antelación de 47 horas y, por tanto, casi dos días antes del pico de inundación en el valle del Ahr. Cuanto más se acercaba el evento, mayor era la probabilidad de que realmente se superara el nivel de 100 años definido en ese momento:el 75% de todos los miembros del conjunto pronosticaron la inundación de los 100 años 17 horas antes del pico de inundación, y finalmente el 100% lo hizo. 7 horas de antelación.

"Si el 75% de los pronósticos en un conjunto predicen una inundación a 100 años, existe una alta probabilidad de que ocurra", dice el autor principal y modelador de UFZ, el Dr. Husain Najafi.

En el segundo paso, los investigadores de Helmholtz combinaron el caudal generado por el modelo hidrológico mHM con el modelo de inundación hidrodinámico RIM2D desarrollado por GFZ Potsdam. RIM2D simula muy rápidamente la dinámica de las inundaciones y la evolución de las profundidades de las inundaciones. Este modelo, con una resolución espacial de 10 metros x 10 metros, permite en primer lugar pronosticar cada hora las áreas y profundidades de las inundaciones y, por lo tanto, revela qué ubicaciones y en qué medida edificios, calles, segmentos ferroviarios, hospitales u otros elementos de infraestructura críticos se verán afectados por una inundación. evento de inundación.

"Por lo tanto, las autoridades responsables y la población no sólo tienen información sobre un posible nivel de agua 30 kilómetros río arriba, sino también un mapa de inundaciones de alta resolución que muestra los efectos de la inundación. Por ejemplo, podrían saber dónde podría estar en peligro la gente o que deben ser evacuados", afirma el Dr. Sergiy Vorogushyn, hidrólogo del GFZ.

El modelo de pronóstico combinado de UFZ y GFZ ha superado la primera prueba en la reconstrucción de la inundación extrema en el valle del Ahr. En una nueva fase de prueba que comenzará este verano, la cadena de modelos automatizada se probará en tiempo real como parte de la segunda fase de la Iniciativa Climática Helmholtz en otras dos cuencas de los ríos Fils y Murr en Baden-Württemberg.

Si el sistema modelo también pasa esta fase, se puede aplicar a regiones sujetas a un alto riesgo de inundaciones, especialmente debido a inundaciones repentinas. Esto podría fortalecer decisivamente los sistemas existentes de alerta temprana de inundaciones y podría ampliar el horizonte de los pronósticos para incluir los impactos de las inundaciones. Esto podría reducir significativamente las poblaciones afectadas y los daños a la propiedad en el futuro.