Лесной пожар, за которым следует сильный ливень, часто является рецептом катастрофы. Без растительности, сдерживающей осадки, сток воды может превратиться в быстро движущийся, очень разрушительный оползень, называемый «селевым потоком», который часто способен стереть с лица земли автомобили, дома и дороги, что иногда приводит к жертвам.
Исследователи Северо-Западного университета при поддержке Национального научного фонда США расширили основанную на физике численную модель для исследования и прогнозирования областей, подверженных селевым потокам.
«Лесные пожары и их последствия, такие как оползни, усугубляются последствиями изменения климата и приводят к разрушениям во многих регионах страны», — сказал Брюс Гамильтон, программный директор Инженерного управления NSF. «Это исследование может помочь нам предвидеть и смягчить эти последствия».
Эта расширенная модель в конечном итоге может быть использована в системе раннего предупреждения для людей, живущих в районах повышенного риска, что позволит им эвакуироваться, пока не стало слишком поздно. Информация, полученная в результате моделирования , также может быть использована для разработки новой инфраструктуры, например, отводных решеток, отводящих быстро движущуюся воду от домов и дорог, для зон повышенной опасности.
Исследование опубликовано в журнале Natural Hazards and Earth System Sciences.
«Люди хотят знать о своем непосредственном и будущем риске», — сказал Дэниел Хортон из Northwestern, старший автор исследования. «Хотя это еще не соответствует эксплуатационным стандартам, эта модель моделирования однажды может помочь в прогнозировании мест вероятного возникновения селевых потоков и принятии решения о том, кого необходимо эвакуировать».
Поскольку изменение климата увеличивает вероятность лесных пожаров и проливных дождей , селевые потоки также могут стать более частыми. Только в прошлом году селевой поток вырвал 150-футовый участок проезжей части вдоль шоссе 1 недалеко от Биг-Сура, штат Калифорния. Живописное двухполосное шоссе было закрыто на три месяца, что привело к прекращению туризма в регионе.
Катастрофа произошла в результате двух ударов: лесного пожара , который бушевал с августа по декабрь 2020 года, за которым последовала атмосферная река — длинная тонкая полоса концентрированной влаги в небе — которая в январе следующего года вылила почти фут дождя.
После интенсивных ливней районы с шрамами от лесных пожаров более подвержены внезапным наводнениям. В типичной ситуации растительность взаимодействует с дождем, который затем впитывается в землю. Но если участок сгорел, растительность исчезла, поэтому он больше не может перехватить внезапный приток влаги. Еще хуже то, что в некоторых регионах воски от сожженной растительности плавятся, попадают в почву и затем затвердевают. Эти воски создают барьер для дождя, блокируя его проникновение в почву. Вместо этого дождь стекает по поверхности почвы, поднимая камни, грязь, деревья и даже автомобили, превращаясь в селевой поток.
«Из-за антропогенного изменения климата ингредиенты, которые приводят к селевым потокам, безусловно, становятся все более распространенными», — сказал Хортон.
