Até 2050, cidades costeiras, como Charleston, podem sofrer inundações por mais de 300 dias por ano. Agora, os cientistas podem prever e planejar melhor as consequências.
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Os furacões com nomes humanos atraem toda a atenção, mas as inundações das inundações “ensolaradas” ou “desagradáveis” causadas por maré e maré são semeadas pelo caos ao longo da costa dos Estados Unidos. Em um relatório publicado na semana passada, o Oceano Nacional e a Diretoria de Pesquisa Atmosférica (NOAA), que faz parte do Ministério do Comércio, alertou que a frequência de inundações de marés em dezenas de cidades dos EUA estava aumentando. Essas inundações das marés podem ter sérias conseqüências, além das conseqüências extremas de furacões, tempestades tropicais e explosões em nuvem que começam a chegar neste verão.
Susan Crawford (@scrawford) é autora de Ideas para a Wired, professora da Escola de Direito de Harvard e autora de Fiber: The Coming Technological Revolution – e por que os Estados Unidos podem ignor á-lo.
Os construtores urbanos na costa atlântica estão tentando lidar com esses fenômenos cada vez mais comuns, quando as inundações de maré atingem valores limiares estabelecidos pelo Serviço Meteorológico Nacional, que leva a medidas de emergência, como recomendações de movimento, estradas sobrepostas e fechando escritórios da cidade . Essas inundações podem se intensificar rapidamente: de acordo com a quarta estimativa nacional recente do clima, até 2045 inundações de maré em Charleston (Carolina do Sul) – uma das oito das cidades mais vulneráveis dos Estados Unidos – pode ocorrer pelo menos uma vez a cada dois dias . Ao mesmo tempo, foi utilizado um limiar de inundação incomumente alto; De acordo com o padrão de serviço meteorológico, até 2050 Charleston experimentará inundações em um dia ensolarado 319 dias por ano.
Um aumento na frequência das inundações das marés está diretamente relacionado a um aumento no nível do mar devido a fatores como o derretimento do gelo na Antártica e as alterações na dinâmica da circulação oceânica. No entanto, ainda era difícil desenvolver previsões locais de como as inundações de marés afetam os sistemas de água em terra, incluindo o movimento da água através de pântanos e a capacidade dos reservatórios de fazer seu trabalho. O problema é combinar dados de alta resolução sobre os meandros dos sistemas de água costeira e interna – as previsões do que pode acontecer a cada 30 metros ou mais em terra – com dados menos específicos sobre o oceano, incluindo sistemas atuais e salinidade.
Agora, graças aos cálculos de alto desempenho, uma equipe de cientistas que trabalham com a NOAA inventou como conectar esses sistemas. Este trabalho criará modelos que mostram o efeito previsto e o aumento do nível do mar em comunidades costeiras específicas.
No nível mais simples, isso significa que o planejador urbano de Charleston pode garantir que o orçamento para o próximo ano inclua despesas previstas para medidas “de emergência” cada vez mais comuns para inundações, como o trabalho de horas extras da polícia e a implantação de brigadas de trabalho . Mas a utilidade desses dados vai muito além da implantação da polícia: cidades que desejam evitar o destino da ilha de Tânger, um pedaço de terra no Golfo de Chesapik, que já perdeu cerca de dois terços da sua superfície deve se adaptar urgentemente a um Mudança rapidamente do mundo.
Novos modelos permitem que residentes de lugares como Charleston vejam em detalhes o que pode acontecer em suas ruas e em suas áreas. Armados com esses dados, os residentes podem decidir sobre a construção de barragens, mas também podem adotar uma estratégia para retirada e realocação gerenciada.
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Alguns meses atrás, em Charleston, ouvi a performance de Joannes Vesterin, um professor de mente simples de computação hidráulica, sobre a qual ele, juntamente com colegas de Notre Dam e Noaa, falou sobre seu trabalho (o artigo foi publicado aqui em fevereiro). Foi uma sessão muito interessante.
Vesterinka é líder no campo da modelagem hidráulica de áreas costeiras por várias décadas. Na década de 1990, ele foi um dos fundadores de um modelo aprimorado de circulação, ou adcirc. O ADCIRC modela o vento, a pressão atmosférica, as marés e as marés, bem como uma circulação costeira causada por uma onda de vento. É usado pela NOAA, FEMA e pelo Corpo de Engenharia do Exército e possui uma base de financiamento global. Mas este é um modelo local que não está relacionado a dados sobre o oceano e, portanto, não leva em consideração a física de toda a faixa de energia do oceano.
Agora, trabalhando com a NOAA e a comunidade ADCIRC, Westerink e seus colegas conectaram o ADCIRC a uma variedade de modelos globais de circulação oceânica. Estes são modelos 3D que refletem dezenas de camadas oceânicas, mas apenas até 8 quilômetros (cerca de 5 milhas). Isto faz sentido: as imagens 3D requerem uma enorme quantidade de dados e variáveis. Mas isto significa que os modelos oceânicos globais não são suficientemente detalhados para os planeadores costeiros.
Como explicou Westerink, a sua equipa teve primeiro de descobrir como incorporar dados de múltiplas camadas do oceano nas previsões costeiras da NOAA. O modelo global, que utiliza dados de sensores obtidos principalmente de satélites, depende necessariamente de uma física que difere daquela utilizada no modelo 2D existente que prevê marés e tempestades costeiras. Além disso, os dados globais têm uma escala diferente: 8 quilômetros versus 30 metros. Westerink disse-me que, para que o modelo 3D global “funcionasse” ao nível mais detalhado da linha costeira, seriam necessários mais 19 milhões de variáveis incluídas. Além disso, outros modelos precisam ser levados em consideração, como os padrões de energia das ondas em todo o mundo.
Duas técnicas permitiram que esses sistemas díspares de previsão e física funcionassem juntos como uma simulação integrada: o uso de malhas ou grades não estruturadas, onde as “caixas” do modelo podem ter formato irregular, perto da costa, para resolver (ou exibir) com flexibilidade informações de resolução muito alta onde for necessário; e encontrar formas de computação inteligentes para processar grandes quantidades de dados.
Grades não estruturadas permitem que os físicos insiram dados que considerem relevantes para um determinado local.“Foi um processo [físico] e uma questão de escala, o que o torna interessante do ponto de vista computacional e de modelagem”, diz Westerink. Resolver estes mistérios significa que os efeitos combinados de muitos processos interligados – marés, ondas, circulação oceânica, tempestades e escoamento de chuvas – podem ser modelados na costa e no oceano, todos no mesmo gráfico.
