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Después del desastre de las inundaciones en Alemania Occidental: la ciencia busca respuestas

Después de la catástrofe de las inundaciones en Alemania occidental: a qué debe responder la ciencia
Escombros leñosos que obstruyen un pequeño arroyo del río Ahr, lo que provoca encharcamientos temporales, deposición masiva de sedimentos y aliviaderos del agua de la inundación. Crédito: M. Dietze, GFZ

El 14 de julio de 2021, cayeron entre 60 y 180 mm de lluvia en la región de Eifel en solo 22 horas, una cantidad que de otro modo habría caído en varios meses y que provocó inundaciones catastróficas. 


por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes


Los eventos fueron mucho más destructivos de lo que habían predicho los modelos existentes. Investigadores del Centro Helmholtz de Potsdam — Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ señalan una serie de efectos que hasta ahora sólo se han producido raramente en Europa Central y, por lo tanto, no se han tenido suficientemente en cuenta. Estos incluyen, en particular, la movilización de madera muerta y sedimentos, ambos efectos que probablemente se vuelvan más importantes a medida que avanza el cambio climático. Michael Dietze y Ugur Öztürk informan hoy en la revista Sciencesobre los mecanismos que han amplificado los efectos de la inundación. También ofrecen una perspectiva de un nuevo proyecto de investigación que comienza aquí para hacer más realistas los esfuerzos de anticipación futuros.

Investigadores como testigos accidentales del desastre de la inundación

El 14 de julio es un día lluvioso. El investigador de GFZ, Michael Dietze, regresa de una visita de campo en el sur de Eifel con colegas de Potsdam y la Universidad de Bonn. De regreso al norte, rápidamente se dan cuenta de que lo que está sucediendo justo afuera es más que una lluvia intensa y prolongada: la vista de datos en línea del medidor Altenahr aumenta rápidamente cada 15 minutos, más rápido que el pronóstico real y más rápido de lo que los investigadores hubieran querido. , porque sus propias medidas se ven afectadas. La inundación del Ahr no es nada inusual: como parte de un proyecto de investigación, Dietze y sus colegas habían instalado varias estaciones sísmicas en una terraza de tres metros de altura en el valle del Ahr unas semanas antes, que se suponía que estaban a una distancia segura de una inundación hostil. condiciones. Querían usarlos para medir el movimiento del suelo causado por el movimiento de sedimentos y turbulencia del agua durante inundaciones «regulares». Ahora el nivel ya está un metro por encima de la terraza, las estaciones están perdidas.

Efectos familiares, pero de otras partes del mundo

Lo que los investigadores estaban experimentando aquí es solo una fracción de la catástrofe real que está tomando su curso en los valles de los ríos Ahr, Erft y Rur. «La inundación en los valles del Eifel fue mucho más violenta, más rápida y más impredecible de lo que habíamos supuesto anteriormente para un evento de este tipo en el centro de Europa», dice Michael Dietze, Postdoctorado en la Sección de Geomorfología de GFZ y el Departamento de Geografía. en la Universidad de Bonn. Las causas son múltiples y bien conocidas, aunque no de Europa Central, sino de los desiertos del mundo y de los trópicos.

Suelo rápidamente saturado

La lluvia ya no podía entrar al suelo, que ya estaba saturado debido a las lluvias de semanas anteriores. También era demasiado fuerte para correr por las laderas como una fina película de agua. En cambio, las pendientes se convirtieron literalmente en ríos anchos y transportaron el agua no a una velocidad de algunos centímetros, sino de repente a unos pocos metros por segundo, es decir, hasta cien veces más rápido. Esto le permitió converger en una ola de inundaciones en los valles reales mucho más rápido.

Enorme poder erosivo del agua

Además, el agua desarrolló un enorme poder erosivo: por un lado, cavó canales en las laderas y pudo fluir aún más rápido en esos caminos autocavados. Por otro lado, movilizó cantidades considerables de sedimentos y madera muerta. Una vez en los valles principales, los troncos y ramas de los árboles se desviaron hacia los puentes. Allí se enredaron y provocaron los llamados bloqueos. Como resultado, se impidió la escorrentía, el agua se represó y también inundó áreas más distales.

Después de la catástrofe de las inundaciones en Alemania occidental: a qué debe responder la ciencia
Propietario que muestra el nivel del agua de la inundación del 14 de julio en su casa en Walporzheim. Tenga en cuenta la marca de agua de 2,2 m de la inundación de 1804 y la marca de 0,6 m de 2016 para comparar. Crédito: Michael Dietze, GFZ

Efectos inesperados en grava y carreteras

En el curso de estos eventos, surgieron efectos y los llamados peligros acoplados que antes no se creían posibles en la región. El Erft, normalmente de cinco metros de ancho, se elevó más allá de sus orillas cerca de la ciudad de Blessem y se vertió sobre un campo directamente en un pozo de grava. El borde de ese pozo se abrió camino río arriba hacia Blessem a lo largo de 300 metros, como una cascada errante. Socavó las primeras casas y provocó su colapso.

El camino que atravesaba Blessem también se convirtió en un río que, comenzando en los bordes sin pavimentar, socavó los cimientos del camino, dejando solo las tuberías de alcantarillado. Esta erosión cesó sólo por casualidad a medida que fluía cada vez menos agua por el Erft.

Peligros acoplados: la presa del embalse de Steinbach

La presa Steinbach, ubicada a solo 35 kilómetros río arriba, representaba un peligro particular. Esta presa de tierra retiene 1,2 millones de metros cúbicos de agua. En la noche del 14 de julio, se inundó hasta las rodillas en una anchura de 150 metros porque el aliviadero de emergencia no pudo descargar las masas de agua entrantes. La presa inundada se erosionó enormemente, por lo que una brecha era inminente. Si esto hubiera sucedido, la ola de inundación habría reabastecido los procesos en Blessem y, además, habría causado una destrucción masiva en las aldeas directamente aguas abajo de la presa. «Este ejemplo destaca lo estrechamente acopladas que están incluso las localidades aparentemente distantes», enfatiza Dietze.

Perspectiva: identificación de nuevos enfoques de investigación

«A medida que continúa el cambio climático, es posible que nos encontremos con eventos de precipitación como el del 14 de julio de 2021 con bastante frecuencia. Por lo tanto, la investigación debe comenzar a comprender las inundaciones inducidas por precipitaciones no solo como un fenómeno de flujo excesivo de agua. También tenemos que incluyen los efectos de autorrefuerzo asociados, algunos de los cuales también se ven favorecidos por el cambio climático «, dice Dietze. Estos incluyen la disección de pendientes, especialmente en las cuencas superiores, la movilización de madera muerta y árboles vitales erosionados, así como su papel en la obstrucción de la infraestructura humana. Además, es necesario identificar y considerar nuevos peligros asociados.

Un nuevo proyecto de investigación proporciona datos importantes para futuros modelos

Un paso importante en esta dirección será trazar las huellas del desastre de julio de 2021, rápidamente y en alta resolución. Esto se aplica especialmente a las áreas donde la inundación ha ganado su impulso y que apenas han sido objeto de atención pública hasta ahora: las áreas de captación superior de los ríos hasta las regiones de cabecera. Con un proyecto aprobado recientemente, financiado conjuntamente por la GFZ y el Grupo de Capacitación en Investigación NatRiskChange en la Universidad de Potsdam, estas áreas ahora están siendo inspeccionadas específicamente mediante escaneo láser aerotransportado. Esto producirá modelos 3D de alta resolución del paisaje cambiado. En comparación con los modelos 3D previos a la inundación, se puede recopilar información clave sobre laderas erosionadas, madera movilizada y áreas inundadas, todos datos únicos que una vez evaluados mejorarán los modelos futuros.