برای پاسخگویی به جزر و مد در برابر تهدید سیل ساحل برخیزید


طوفان سیل

طوفان سندی در سال 2012

کریستینا لاگلین معمولاً برای جلوگیری از طغیان سیل محله وی در نورفولک ، ویرجینیا ، در خلیج چساپیک ، هر کاری که می تواند انجام می دهد. اما او صبح یکشنبه شلوغ در اکتبر سال 2019 ، چکمه ای با کفش و باران به پا کرد ، تلفن هوشمند ضایع شده خود را گرفت و عمدا مستقیم به سمت خط آب بالا رفت.

مانند او ، صدها نفر از اهالی دیگر در خارج از خانه و در طول روز مشغول عکس گرفتن از آب و اتصال آنها به نشانگرهای GPS در بزرگترین جزر و مد نجومی سال بودند ، معروف به “جزر و مد سلطنتی”. نورفولک یکی از چندین شهر ساحلی آمریکای شرقی است که دارای نرخ رکورد بالا آمدن سطح دریا است و دانشمندان امیدوارند داده های جمع آوری شده توسط این دانشمندان همکار بتواند به بهبود توانایی پیش بینی دقیق زمان و مکان وقوع سیل های مضر کمک کند.

جیمز ووگت جغرافی دان از دانشگاه غربی انتاریو ، یکی از نویسندگان مقاله سال 2020 در بررسی سالانه محیط و منابع در مورد حوادث آب و هوایی در مناطق شهری وی گفت: “شما سه چیز در جهت کار دارید که آسیب پذیری شهر را در برابر سیل افزایش می دهد”: افزایش سطح آب دریا ، افزایش احتمال بارندگی شدید و بسیاری از سطح غیر قابل نفوذ که مانع جذب آب می شود و رواناب را تشویق می کند.

از اوایل سال 2050 ، دانشمندان اقلیم پیش بینی می کنند که متوسط ​​جزر و مد در منطقه نورفولک برابر با جزر و مد امروز است. اما این فقط منطقه میانه آتلانتیک نیست: بسیاری از مناطق دیگر جهان به طور فزاینده ای در معرض سیلاب قرار خواهند گرفت که به خطر انداختن جان و مال منجر می شود. بنابراین درک و پیش بینی دقیق خطرات ناشی از سیل همراه با شرایط آب و هوایی شدید و جزر و مد ، یک چالش اساسی برای شهرهای آسیب پذیر در سراسر جهان است.

دانشمند ، دیوید لاورز ، از مرکز پیش بینی های هواشناسی میان مدت ، یک سازمان تحقیق و پیش بینی مستقل که داده ها و پیش بینی های هواشناسی را برای 34 کشور اروپایی ارائه می دهد ، می گوید ، اگر پیش بینی دقیق را بدست نیاوریم ، خود را برای طغیان در همه مکان های اشتباه آماده خواهیم کرد.

این شامل لاگلین – و متخصص آبشناسی درک لوفتیس از موسسه علوم دریایی ویرجینیا است که لاگلین و دیگران به او کمک می کنند. در سال 2017 ، لوفتیس و همکارانش پروژه ای به نام Catch the King را راه اندازی کردند که با استفاده از یک اپلیکیشن گوشی هوشمند ، داده های دانشمندان غیرنظامی را در هنگام جزر و مد بالا جمع آوری می کند. وی از این داده ها برای تأیید و بهبود مدل سیل ریاضی خود ، موسوم به TideWatch ، برای نورفولک و مناطق اطراف آن استفاده خواهد کرد.

مأموریت لوفتیس ساده است: او می گوید: “من می خواهم بدانم آب قبل از رفتن به آنجا كجا می رود.” اما همانطور که او و دیگر دانشمندان در سراسر جهان می دانند ، جمع آوری اطلاعات لازم و سپس پردازش آنها به اندازه کافی سریع برای پیش بینی های قابل استفاده ، کاری آسان نیست.

ردیابی سیل

اولین گام به سوی پیش بینی درک دقیق وضعیت آب و هوایی فعلی است. هانا كلاك هیدرولوژیست از دانشگاه ردینگ انگلستان می گوید: “شما مدل خود را بر اساس نحوه جو تنظیم می كنید و از شرایط فعلی شروع می كنید.” وی می گوید ، اگر این داده ها دقیق و دقیق نباشد ، مدل احتمالاً چندان مناسب نخواهد بود.

پیش بینی دقیق سیل همچنین نیاز به درک وضعیت زمین دارد: عوامل فیزیکی مانند جریان آب رودخانه ، ارتفاع ، اشباع خاک و پوشش زمین. در اوایل سال 2000 ، ابر رایانه ها به اندازه کافی پیشرفته بودند که هیدرولوژیست ها و زمین شناسان قادر به تلفیق مدل های پیش بینی هوا با چنین اندازه گیری هایی بودند. اما هنگامی که لوفتیس حدود یک دهه پیش کار بر روی پیش بینی سیل را آغاز کرد ، دانشمندان هنوز اندازه گیری سطح دانه ریز آب را که یک پیش بینی دقیق نیاز دارد ، و نه توانایی حیاتی برای پیش بینی سیل های سریع در زمان واقعی را نداشتند.

برای رفع این نقص ، لوفتیس یک مدل پیش بینی ایجاد کرد که تا حدی به نقشه های دقیق دولت های شهر و اندازه گیری های زمین با وضوح بالا با LiDAR متکی بود ، که از پرتوهای لیزر پالسی برای ایجاد یک نقشه سه بعدی از سطح زمین استفاده می کند. وی با آزمایش پیش بینی های خود در برابر سیل گذشته نشان داد که محاسبات وی تا حد زیادی دقیق بوده است.

اما او برای اصلاح مدل های خود به اطلاعات مربوط به سیل در زندگی واقعی نیاز داشت. بنابراین ، در سال 2017 ، او و همکارانش مجموعه ای از 28 سنسور سطح آب متصل به اینترنت در جوامع در منطقه نورفولک ، مشابه سیستم های مورد استفاده در تایوان و انگلستان ایجاد کردند. این سنسورهای جدید ، همراه با دستگاههایی که قبلاً توسط اداره ملی اقیانوس و اتمسفر و سازمان زمین شناسی ایالات متحده نصب شده بودند ، اندازه گیری های تقریبی ارتفاع و حرکت آب را به مجموعه ای از ابر رایانه ها در انستیتوی ویرجینیا منتقل می کردند. برخی از شهرهای این منطقه در حال حاضر از داده های حسگر برای هشدار به ساکنان در مورد سیل استفاده می کنند.

در سراسر جهان ، هیدرولوژیست هایی مانند Loftis در حال تلاش برای پیش بینی سیلاب هستند که هر منطقه با چالش های خاص خود روبرو است. کشورهایی که منابع کمتری دارند هنوز درگیر کمبود داده هایی هستند که ایالات متحده قبلاً داشته است. و بدون داده های خوب ، دانشمندان نمی توانند مدل های دقیقی بسازند ، مهندس ارشد در پیش بینی سیل گوگل ، مهندس اصلی هوش مصنوعی ، که از هوش مصنوعی برای تخمین زمان وقوع سیل استفاده می کند ، می گوید:

نوو گفت: “دانستن وجود سیل در گنگ آسان است.” “اما دانستن دقیقاً تا 10 متر کدام مناطق مرطوب است و کدام یک چالش نیست.” او می گوید حتی بدون این سطح از جزئیات ، پیش بینی به افراد زمین کمک نخواهد کرد.

مانند لوفتیس ، تیم Nevo از داده های متر برای ردیابی سطح آب فعلی و نحوه تغییر آنها در طول زمان استفاده می کند. ابتکار نوپای آنها با ایجاد پیش بینی سیل در هند و با استفاده از بیش از 1000 متر هوشمند واقع در سراسر کشور توسط کمیسیون مرکزی آب هند آغاز شد. سپس تیم مجبور شد نقشه های سه بعدی دقیق از کشور بسازد. مدلهای موجود ارتفاعات از جزئیات کافی برخوردار نبودند ، بنابراین این گروه با انجام برخی از مشاوران ریاضی در تصاویر ماهواره ای موجود ، مدلهای خود را ایجاد کردند.

با این دو جریان اطلاعاتی ، نوو و همکارانش مدل سیلاب را ایجاد کردند که اگر مثلاً رودخانه ای از کرانه های خود سرریز کند ، چه اتفاقی می افتد. این مدل طغیان ترکیبی از محاسبات فیزیکی و یادگیری ماشین برای تولید پیش بینی سیل است که می تواند سطح آب را در 15 سانتی متر و 90 درصد از زمان پیش بینی کند.

اما مدل هایی از این دست تا زمانی که با داده های واقعی آزمایش نشوند ، نظری هستند. و این شامل پروژه هایی مانند Catch the King است.

احتباس جزر و مد

لوفتیس پیش بینی سیل خود را برای نجات جان افراد در هنگام طوفان ها و سایر رویدادهای شدید جوی طراحی کرد که انتظار می رود با گرم شدن آب و هوا افزایش یابد. اما او به روشی برای آزمایش محاسبات خود در مواقعی که زندگی نامناسب بود نیاز داشت.

او شانس خود را هنگامی پیدا کرد که دیو میفیلد ، خبرنگار بازنشسته در خلبان ویرجین روزنامه در نورفولک ، به موسسه علوم دریایی ویرجینیا متوسل شد تا طرحی را برای افزایش آگاهی در مورد تغییر اقلیم و اثرات افزایش سطح آب دریا در منطقه راه اندازی کند. آنها با هم ، Catch the King را در سال 2017 راه اندازی کردند. آنها تیمی را برای طراحی برنامه ای به نام Sea Level Rise که به کاربران امکان می دهد با تلفن های هوشمند خود نشانه های آب زیاد را ترسیم کنند ، آماده کردند.

و سپس این خبر را از طریق رسانه های محلی منتشر کردند. در سال اول آن ، بیش از 700 داوطلب برای ترسیم روند موج پادشاه تلاش کردند تا در آن فرود بیایند کتاب گینس به عنوان مهمترین مطالعه زیست محیطی تا به امروز – و لوفتیس از داده ها برای اعتبار سنجی مدل خود برای پیش بینی سیل در سطح خیابان استفاده می کند.

از آن زمان ، سالانه صدها داوطلب به Kinging Catch مراجعه می کنند ، از جمله حدود 200 نفر در سال جاری علی رغم بیماری همه گیر ، برای کمک به لوفتیس در ادامه اصلاح پیش بینی های خود. وی گفت: “هرچه اطلاعات بیشتری داشته باشیم ، بهتر می توانیم با چالش افزایش سطح دریا و تغییرات آب و هوایی روبرو شویم.” اما این تنها بخشی از راه حل است. چالش مهم دیگر وی و سایر پیش بینی کنندگان این است که اطمینان حاصل کنند پیش بینی های دقیق با وضوح بالا با اطلاع کافی برای ساکنان و دولت ها برای اقدام قبل از شروع سیل ، در دسترس است.

TideWatch در حال حاضر پیش بینی های دقیق را تا 36 ساعت قبل ارائه می دهد. در حالت ایده آل ، لوفتیس با اصلاح مداوم مدل های خود امیدوار است تا 72 ساعت جلوتر از زمان قابل پیش بینی باشد. سیستم پیش بینی سیل دیگر که توسط محققان دانشگاه جورج میسون توسعه یافته است ، پیش بینی های مشابه را تا 84 ساعت قبل برای ساکنان منطقه واشنگتن دی سی ارائه می دهد.

سایر مناطق آسیب پذیر ایالات متحده می خواهند در این اقدام شرکت کنند. پیتر سینگوفن ، مدیرعامل Streamline Technologies، Inc گفت: “دانستن اینکه کجا می تواند دو یا سه روز زودتر از موعد آب جاری شود بسیار ارزشمند است.” و یک متخصص در مورد الگوهای سیل در فلوریدا. “ما می توانیم مردم را تخلیه کنیم ، شاید بتوانیم نحوه کار در زیرساخت ها مانند ایستگاه های پمپاژ آب را تغییر دهیم تا به طور بالقوه از جاری شدن سیل در برخی مناطق جلوگیری کند یا از مال و جان محافظت کنیم.”

طرح پیش بینی سیل گوگل نیز پیشرفت کرده است. این پروژه بلندپروازی های جهانی دارد ، اما تاکنون کارهای Nevo در منطقه موسمی پاتنا در شمال شرقی هند متمرکز شده است. سال گذشته ، این مدل هشدارهای دقیق سیل را برای مونسون ها و طوفان های ورودی ارائه داد – یک گام بزرگ به جلو برای منطقه. در ماه ژوئن ، گوگل پیش بینی های خود را برای پوشش دادن به کل هند گسترش داد و کار بر روی پیش بینی های بنگلادش را آغاز کرد.

مگان کرچمایر-جوان از محیط زیست و تغییرات آب و هوایی در کانادا ، یک سازمان دولتی که پایداری را ارتقا می دهد ، می تواند درک بهتر چگونگی تأثیر تغییرات آب و هوا بر الگوی سیل بسیار مهم باشد ، بسیار مهم است. وی گفت: “همچنان كه گرم می شویم ، شاهد افزایش مداوم فراوانی و شدت بارندگی شدید در شمال آمریكا خواهیم بود” و این به معنای جاری شدن سیل بیشتر است.

لوفتیس انتظار دارد که این تغییرات در گوشه گوشه منطقه نورفولک واقع شوند. با افزایش سطح آب ، خیابان های بیشتری برای مدت زمان طولانی تری دچار آبگرفتگی یا حتی صعب العبور می شوند. همه اینها بدان معنی است که ایجاد پیش بینی دقیق سیل یک کار پایان ناپذیر است ، زیرا بالا آمدن خط آب اقیانوس اطلس به آرامی اما مطمئناً ادعا می کند که سواحل شهرهای ساحلی را افزایش می دهد.

10.1146 / knowable-111120-2

کری آرنولد گزارشگر بهداشت عمومی مستقل از ویرجینیا است. او را در توییتر و اینستاگرام دنبال کنید @ edbites.

این مقاله در اصل در مجله شناخته شده، یک تلاش روزنامه نگاری مستقل از نظرات سالانه. ثبت نام برای بولتن. به تنظیم مجدد مراجعه کنید– یک سریال ادامه دار در حال کاوش جهان در جهت شیوع ویروس کرونا ، پیامدهای آن و راه آینده.




منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*