Projekty Detektywów Klimatu w latach 2019-2020

Tytuł projektu: Badanie gwałtownych powodzi i pożarów w zachodniej Attyce

Zespół: Odkrywcy powodzi i pożarów  Projekt wyróżniony

2019-2020   Międzynarodowe Centrum Edukacyjne Szkoły Moraitis   Ateny   Grecja   6 Wiek ucznia: 14-15

Pożary mogą znacząco przyczyniać się do zwiększonego występowania powodzi błyskawicznych, często powodowanych przez silne burze. Zbadaliśmy to zjawisko w zachodniej Attyce, w pobliżu Aten, koncentrując się na dwóch przypadkach: 1) niedawnej powodzi błyskawicznej w Kineta w dniu 25.11.19, w związku z pożarem na górze Geraneia rok wcześniej (23.07.18 - tego samego dnia, co straszny pożar Mati) 2) śmiertelnej powodzi w Mandra w dniu 15.11.17, w związku z kilkoma pożarami na górze Pateras w poprzednich latach. Zbadaliśmy zmiany mikroklimatu przed i po pożarach i powodziach, anomalie w lokalnym klimacie w ciągu ostatnich 40 lat, a także lokalne warunki pogodowe w dniach burz. Oparliśmy się na satelitarnych danych teledetekcyjnych Copernicus dostarczonych przez ESA, eksploratorze Climate Data Store-ERA 5 oraz na lokalnych danych klimatycznych dostarczonych przez HNMS (Hellenic National Meteorological Service). Wylesianie jest poważnym problemem środowiskowym. Prawdopodobieństwo powodzi rośnie wraz z wylesianiem i związaną z nim erozją gleby. Wylesianie jest często wynikiem pożarów. W ciągu ostatnich kilku lat pożary miały poważne konsekwencje dla bioróżnorodności na całym świecie (Amazonia, Syberia, Alaska, Australia). W tym badaniu zbadaliśmy związek między pożarami a późniejszymi gwałtownymi powodziami w zachodniej Attyce w pobliżu Aten w Grecji. Jednym ze zjawisk związanych ze zmianami klimatu są bardziej ekstremalne warunki pogodowe, takie jak występowanie długich okresów suszy, po których następują obfite opady deszczu. Cieplejsze powietrze w atmosferze może zatrzymywać więcej wody, co zwiększa ryzyko wystąpienia gwałtownych powodzi. Są one często nasilane przez silne, lokalne burze i brak planowania urbanistycznego. Bezpośrednie skutki powodzi i pożarów obejmują utratę życia ludzi i zwierząt, zniszczenie mienia, degradację zasobów naturalnych, zniszczenie upraw, niefunkcjonowanie obiektów infrastruktury. Może to mieć poważne reperkusje ekonomiczne, społeczne i psychologiczne.

Nasze wyniki odnoszą się do FIG 1-9, z których można wyciągnąć wnioski. Pożar z 23/7/18 r. na górze Geraneia powyżej Kinety spalił 60 000 akrów, z czego 53 000 stanowiły obszary leśne. Zniszczenie lasu odegrało kluczową rolę w epizodzie powodziowym rok później, w listopadzie 2019 r., ponieważ woda, która napłynęła z impetem z gór, nie została powstrzymana przez roślinność i zmiotła wiele spalonych drzew. Na RYS. 1-2 porównano roślinność przed i po pożarze przy użyciu wskaźnika NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) na stronie https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser. Podobnie na RYS. 3-4 porównujemy wilgotność gleby za pomocą wskaźnika wilgotności. Na tych rysunkach wyraźnie widać, że przed pożarami roślinność była bardziej intensywna, a gleba bardziej wilgotna. Następnie zbadaliśmy anomalie w lokalnym klimacie w ciągu ostatnich 40 lat za pomocą strony https://cds.climate.copernicus.eu/apps/c3s/app-era5-explorer. Na RYS. 5 przedstawiono roczną anomalię opadów w latach 1979-2019 jako procent w stosunku do okresu referencyjnego 1981-2010. Na RYS. 6 przedstawiono roczną anomalię temperatury w postaci pasków ocieplenia. Korzystając z tych wykresów, obliczyliśmy, że w ciągu ostatnich 20 lat nastąpił średni roczny wzrost opadów o +14% i wzrost temperatury o +0,5°C. Parametry pogodowe w dniach dwóch powodzi zostały zbadane przy użyciu danych z pobliskiej stacji meteorologicznej w Eleusis, uprzejmie dostarczonych przez HNMS (Hellenic National Meteorological Service). Na RYS. 7 powódź w Kineta zbiegła się z maksymalnym rekordem 31 mm deszczu. Jak widać na RYS. 8, podczas powodzi w Mandrze odnotowano niewielkie opady deszczu. Wskazuje to, że powódź miała szczególnie lokalny charakter. Ekstremalna gwałtowność burzy jest pokazana na RYS. 9, gdzie tempo opadów przekracza 100 mm/godzinę.

W ostatnich latach Attyka doświadczyła dwóch poważnych katastrof. Pożar w Mati w 2018 r. i gwałtowna powódź w Mandra w 2017 r. pochłonęły 129 ofiar śmiertelnych, w tym dzieci. Szkody środowiskowe spowodowane pożarami często wiążą się z wyższym ryzykiem powodzi. Pożary na dużą skalę drastycznie zmieniają ukształtowanie terenu i warunki gruntowe. Zwykle roślinność pochłania opady deszczu, zmniejszając spływ, podczas gdy pożary pozostawiają ziemię zwęgloną, jałową i niezdolną do wchłaniania wody, tworząc warunki sprzyjające powodziom błyskawicznym i błotnym. Ryzyko powodzi pozostaje znacznie wyższe, dopóki roślinność nie zostanie przywrócona, co zajmuje lata po pożarze. Należy pilnie podjąć działania zapobiegające tym zdarzeniom w celu ochrony naszego środowiska, ale także natychmiastowej ochrony naszych społeczności. Przede wszystkim musimy chronić lasy i przyspieszyć ponowne zalesianie. Szybkim rozwiązaniem w celu zminimalizowania erozji gleby byłoby jej wzbogacenie poprzez dodanie substancji odżywczych. Ważne jest również zapewnienie odpowiedniego przekroju strumieni wody. Wdrożenie cyfrowego systemu wczesnego ostrzegania zarówno przed pożarami, jak i gwałtownymi powodziami może uratować życie i jest od dawna spóźnione. Ponadto niezwykle ważne jest podnoszenie świadomości na temat potrzeby ochrony naszego naturalnego środowiska. W Attyce zarówno temperatura, jak i opady deszczu wykazują znaczny wzrost w ciągu ostatnich 20 lat. Kluczowe znaczenie ma ograniczenie emisji dwutlenku węgla w przemyśle i transporcie poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii zamiast paliw kopalnych. Wpływ zmian klimatycznych na ryzyko pożarów i powodzi jest również wzmacniany przez czynniki społeczne (np. wzrost liczby ludności na styku obszarów miejskich i dzikich), które mają tendencję do zwiększania skali i czasu trwania niekorzystnych konsekwencji ekologicznych i ekonomicznych. Wreszcie, nie należy lekceważyć psychologicznych skutków tych zdarzeń. Wysiedlenie z domu, utrata własności, środków do życia i zakłócenie spraw społecznych może powodować ciągły stres, który może być przytłaczający i mieć trwały wpływ psychologiczny.