洪水の早期警戒を強化する影響予測システムを開発

地球がますます暑くなるにつれて、気候変動によって洪水などの大きな影響を与える出来事の頻度がどのように増加しているかを私たちは目の当たりにしています。

私たちが適応しようとしているこの新しいシナリオでは、将来的に人口をよりよく保護するために、より正確で迅速な洪水予測方法を開発する必要性が非常に重要になります。

この意味で、このニュースはヘルムホルツ環境研究センター ( UFZ ) とドイツ地球科学研究センター ( GFZ ) の研究者チームからのものであり、彼らはポイントレベルを提供するだけではない洪水予測システムをNature Communications誌に発表した。水の量と高解像度の動的洪水マップ。

近年、時空間洪水予測において大きな進歩が見られます。このようにして、河川水位の位置での最大洪水レベルを予測することが可能になりました。しかしこれまで、都市や地方自治体に対する洪水の影響の推定は、特に測定地点から遠く離れた川の下流域の人口については、おおよそであるか、まったく不正確でさえありました。ただし、必要な避難措置を講じるためには、影響を受ける住民にできるだけ早く通知する必要があるため、この情報は不可欠です。

「必要とされているのは、高解像度の洪水予測を適時に提供し、個々の建物に対する洪水の影響を示す、最先端の洪水早期警報システムです」と、この研究の筆頭著者であるルイス・サマニエゴ氏は述べています。 「これは危機管理の根本的な改善となるだろう」と彼は述べた。

新しい洪水予測システム開発の最初のステップとして、研究者らはドイツ気象局 ( DWD ) の降水量予測と UFZ で開発された中規模水文モデル (mHM)を組み合わせました。このモデルは、放水に関する情報だけでなく、洪水の発達にとって重要な要素の 1 つである土壌水分に関する一時的な情報も提供します。

発生した壊滅的な洪水に関する入手可能なデータに基づく 2021年7月にアール渓谷で調査を行い、20人のメンバーからなるアンサンブル予測システムを使用して、アルテナール基準点における時間当たりの最大洪水流量を遡及モードで予測することができました。このようにして、彼らは 50 年または 100 年に一度の洪水レベルを超える確率を推定しました。

シミュレーションの結果、アンサンブルのメンバーの 15% が 47 時間以内に、つまりアール渓谷の洪水ピークのほぼ 2 日前に100 年に一度の洪水を超えると予測していることが明らかになりました。出来事が近づくほど、その時点で設定された 100 年レベルを超える可能性が高くなります。アンサンブルの全メンバーの 75% が洪水のピークの 17 時間前に 100 年洪水を予測し、最終的に 100% が予測しました。 7時間前までに。

第 2 ステップとして、研究者らは、mHM 水文モデルによって生成された流れを、GFZ が開発した RIM2D 流体力学洪水モデルと組み合わせました。 RIM2D は、洪水のダイナミクスと洪水の深さの変化を非常に迅速にシミュレートします。このモデルは 10 メートル x 10 メートルの空間解像度で、まず、洪水のエリアと深さを時間ごとに予測できるため、建物、道路、鉄道、病院、その他のインフラがどこでどの程度の影響を受けるかを明らかにします。

「このようにして、責任ある当局と住民は、上流 30 キロメートルで起こり得る洪水レベルに関する情報だけでなく、その影響を示す高解像度の洪水マップも手に入れることができます。たとえば、人々が危険にさらされたり、危険にさらされたりする可能性のある場所を知ることができます。避難する必要がある」とGFZの水文学者セルギ・ヴォログシン氏は説明する。

UFZ と GFZ を組み合わせた予測モデルは、アール渓谷における最初の極端な洪水再現テストに合格したとphys.orgが報告しました。この夏から始まる新たなテスト段階では、ドイツ南西部のにあるフィルス川とムル川のさらに２つの流域で、ヘルムホルツ気候イニシアチブの第２段階の一環として、モデルの自動化チェーンがリアルタイムでテストされる。

モデルシステムがこの段階も通過すれば、特に鉄砲水による洪水の危険性が高い地域に適用できる可能性がある。これにより、現在の洪水早期警報システムが決定的に強化され、洪水の影響を含む予測範囲が広がる可能性があります。これにより、将来的には影響を受ける人口と物的被害の数が大幅に減少する可能性があります。

ニュース参照:

ナジャフィ、H .ら。河川洪水に対する高解像度の衝撃ベースの早期警報システム。ネイチャーコミュニケーションズ、 2024 年 15 日。