Wetenschap
Wat is een overstroming en waarom is de watervloed zo gevaarlijk?
Water is een van de nuttigste dingen op aarde. We drinken het, maken er mee schoon en gebruiken het om voedsel te koken. Meestal is het volkomen goedaardig. Maar in voldoende grote hoeveelheden kan hetzelfde spul dat we gebruiken om een tandenborstel af te spoelen, auto's omverwerpen, huizen slopen en zelfs doden veroorzaken.
Overstromingen hebben de afgelopen honderd jaar alleen al miljoenen levens geëist, meer dan enig ander weersverschijnsel. Zoals blijkt uit de rampen van de orkaan Katrina in New Orleans tot de moessons van 2022 in Pakistan, kunnen overstromingen wijdverbreide verwoestingen veroorzaken. Maar wat is een overstroming , precies?
In dit artikel ontdekken we wat ervoor zorgt dat water zo snel van karakter verandert en wat er gebeurt als dat zo is.
Inhoud- Water, overal water
- Onder het weer
- Breng me naar de rivier
- Verspreiding van ziekten
Water, overal water
Om te begrijpen hoe overstromingen werken, moet je iets weten over hoe water zich op onze planeet gedraagt. De totale hoeveelheid water op aarde is miljoenen jaren redelijk constant gebleven (hoewel de verdeling ervan in die tijd aanzienlijk varieerde). Elke dag gaat er een heel kleine hoeveelheid water verloren hoog in de atmosfeer, waar intense ultraviolette straling een watermolecuul kan verbreken, maar er wordt ook nieuw water vanuit het binnenste van de aarde uitgestoten als gevolg van vulkanische activiteit. De hoeveelheid water die ontstaat en de hoeveelheid die verloren gaat zijn vrijwel gelijk.
Op elk moment bestaat dit watervolume in veel verschillende vormen. Het kan vloeibaar zijn, zoals in oceanen, rivieren en regen; solide, zoals in de gletsjers van de Noord- en Zuidpool; of gasvormig, zoals in de onzichtbare waterdamp in de lucht. Water verandert van toestand naarmate windstromingen het over de planeet verplaatsen.
De verwarmingsactiviteit van de zon genereert windstromen. De zon schijnt meer op het gebied rond de evenaar van de aarde dan op gebieden verder naar het noorden en het zuiden, waardoor er een hitteverschil ontstaat over het aardoppervlak.
In warmere streken stijgt hete lucht de atmosfeer in, waardoor koelere lucht de vrijgekomen ruimte in wordt getrokken. In koelere streken zakt de koude lucht naar beneden, waardoor warmere lucht naar het vrijgekomen gebied wordt getrokken. De rotatie van de aarde verbreekt deze cyclus, waardoor er over de hele wereld verschillende kleinere luchtstroomcycli zijn.
De watercyclus
Aangedreven door deze luchtstroomcycli beweegt de watervoorziening op aarde zich in zijn eigen cyclus. Wanneer de zon de oceanen verwarmt, verdampt vloeibaar water van het oceaanoppervlak tot waterdamp in de lucht. De zon verwarmt deze lucht (waterdamp en al), die door de atmosfeer opstijgt, meegevoerd door windstromingen.
Terwijl deze waterdamp opstijgt, koelt deze weer af en condenseert tot druppels vloeibaar water (of kristallen van vast ijs). Verzamelingen van deze druppels worden wolken genoemd. Er kan meer water op deze druppels condenseren als een wolk naar een koudere omgeving beweegt.
Als zich op deze manier voldoende water ophoopt, worden de druppels zwaar genoeg om als neerslag (regen, sneeuw, natte sneeuw of hagel) door de lucht te vallen. Een deel van dit water verzamelt zich in grote, ondergrondse reservoirs, maar de meeste vormen rivieren en beken die in de oceanen uitmonden en het water terugbrengen naar het beginpunt.
Over het geheel genomen zijn de windstromen in de atmosfeer relatief consistent. Als gevolg hiervan ervaren specifieke locaties over het algemeen jaar na jaar dezelfde weersomstandigheden. De klimaatverandering heeft echter geleid tot extremer – en minder voorspelbaar – weer.
Omdat waterwegen zich in de loop van de tijd langzaam vormen, is hun omvang evenredig met de hoeveelheid water die zich normaal gesproken in dat gebied ophoopt. Wanneer er plotseling een veel grotere hoeveelheid water is, stromen de normale waterwegen over en verspreidt het water zich over het omringende land.
Op het meest basale niveau is een overstroming een abnormale ophoping van water in een stuk land.
Een reeks stormen die enorme hoeveelheden regen met zich meebrengen, is de meest voorkomende oorzaak van overstromingen, maar er zijn er nog meer.
Onder het weer
Het soort overstromingen waar de meeste mensen bekend mee zijn, vindt plaats wanneer een ongewoon groot aantal regenbuien in relatief korte tijd een gebied treffen. In dit geval worden de rivieren en beken die water naar de oceaan leiden eenvoudigweg overweldigd.
Seizoensgebonden overstromingen
De variërende temperaturen van verschillende seizoenen leiden tot verschillende weerpatronen. In de winter kan de lucht boven de oceaan bijvoorbeeld warmer zijn dan de lucht boven het land, waardoor de windstroom van het land naar de zee verschuift.
Maar in de zomer warmt de lucht boven het land op en wordt warmer dan de lucht boven de oceaan. Dit zorgt ervoor dat de windstroom omkeert, waardoor meer water wordt opgepikt van het oceaaneiland dat het over land voert. Dit moessonwindsysteem kan voor de rest van het jaar intense regen veroorzaken die volledig uit de pas loopt met het klimaat. In sommige gebieden verergert overtollig water uit smeltende sneeuw de moessonoverstromingen.
Het bekendste voorbeeld van seizoensoverstromingen is de jaarlijkse uitbreiding van de rivier de Nijl in Egypte. In het oude Egypte zorgden moessonregens aan de bron ervoor dat de waterweg zich in de zomer aanzienlijk uitbreidde. In dit geval was de voorspelbare overstroming geen ramp maar een geschenk uit de hemel.
Het uitzettende water zou overal langs de oevers van de rivier vruchtbaar slib achterlaten, waardoor het gebied ideale landbouwgrond zou worden zodra de rivier weer was gezakt. Regelmatige overstromingen zijn een van de belangrijkste factoren waardoor de beschaving in de Egyptische woestijn kon gedijen.
Tegenwoordig blokkeert een dam de rivier, verzamelt de zomerregen en verspreidt deze het hele jaar door. De dam heeft het plantseizoen verlengd, zodat Egyptische boerderijen het hele jaar door gewassen kunnen verbouwen.
Getijdenactiviteit
Een andere veel voorkomende reden dat overstromingen optreden, is de ongebruikelijke getijdenactiviteit, waardoor het bereik van de oceaan verder landinwaarts wordt uitgebreid dan normaal. Getijdenoverstromingen kunnen het gevolg zijn van bepaalde windpatronen die het oceaanwater in een ongebruikelijke richting duwen of van tsunami's, grote golven in de oceaan die worden veroorzaakt door een verschuiving in de aardkorst.
Het falen van de dam
Soms treedt er een overstroming op als een dam breekt. We bouwen dammen om de stroming van rivieren te veranderen. Kortom, de dam verzamelt het rivierwater in een groot reservoir, zodat we kunnen beslissen wanneer we de stroom van de rivier moeten vergroten of verkleinen, in plaats van de natuur te laten beslissen.
Ingenieurs bouwen dammen die bestand zijn tegen elke hoeveelheid water die zich kan ophopen. Af en toe hoopt zich meer water op dan de ingenieurs hadden voorspeld, en breekt de damconstructie onder druk. Wanneer dit gebeurt, komt er in één keer een enorme hoeveelheid water vrij, waardoor een gewelddadige 'muur' van water over het land wordt geduwd.
In 1889 vond een dergelijke overstroming plaats in Johnstown, Pennsylvania. Veel stadsmensen deden de overstromingswaarschuwing af als ongegronde paniek, dus toen de stromende watermuur insloeg, kwamen in slechts een paar minuten meer dan 2.000 mensen om het leven.
Absorberend vermogen en overstromingsrisico
De ernst van een overstroming hangt niet alleen af van de hoeveelheid water die zich in een bepaalde periode ophoopt, maar ook van het vermogen van het land om met dit water om te gaan. Eén element hiervan is de omvang van rivieren en beken in een gebied. Maar een even belangrijke factor is het absorptievermogen van het land.
Als het regent, werkt de grond als een spons. Wanneer het land verzadigd is, dat wil zeggen dat het al het mogelijke water heeft opgezogen, moet al het water dat zich nog meer ophoopt als afvoer wegvloeien.
Sommige materialen raken veel sneller verzadigd dan andere. Om te zien hoe dit werkt, neem je gewoon een emmer water mee naar buiten en probeer je verschillende oppervlakken nat te maken. Grond midden in het bos is een uitstekende spons. Je zou er meerdere emmers water op kunnen gooien, en het water zou dan meteen opgezogen worden.
Rots is niet zo absorberend; het lijkt geen water op te nemen. Harde klei valt daar ergens tussenin.
Over het algemeen is grond die wordt bewerkt voor gewassen minder absorberend dan onontgonnen land, waardoor landbouwgebieden waarschijnlijker te maken krijgen met overstromingen dan natuurgebieden. Een van de minst absorberende oppervlakken die er zijn, is beton.
Breng me naar de rivier
Volgens het Bevolkingsfonds van de Verenigde Naties woont meer dan de helft van de wereldbevolking in stedelijke gebieden. Verstedelijking verandert het landschap op veel manieren, onder meer door de grond te bedekken met asfalt en beton.
Deze oppervlakken zijn niet de beste sponzen die er zijn:bijna alle opgehoopte regen wordt afgevoerd. In een geïndustrialiseerd gebied zonder een goed afvoersysteem is er misschien niet veel regen nodig om aanzienlijke overstromingen te veroorzaken.
Overstromingshulpkanalen
Sommige steden, zoals Los Angeles, hebben betonnen overstromingskanalen aangelegd om dit probleem te voorkomen. Tijdens hevige regenval stroomt het water in deze kanalen, die de stad uit slingeren naar gebieden met meer absorptievermogen.
Dit soort systemen kunnen echter verderop in de lijn overstromingen veroorzaken. Wanneer je een gebied bedekt met beton en asfalt, snijd je feitelijk een deel van de natuurlijke spons van de aarde af, zodat de rest van de spons veel meer water te verwerken krijgt.
Boerderijen
Een soortgelijk probleem kan zich voordoen bij dijken, grote muren die langs rivieren zijn gebouwd om te voorkomen dat ze overstromen. Deze constructies verlengen de natuurlijke oevers van de rivier, zodat er veel meer water doorheen kan stromen. Maar hoewel ze effectief kunnen zijn in het buitenhouden van water in een bepaald gebied, maken ze de problemen meestal alleen maar erger op een plek verderop waar geen dijken zijn.
Dat gebied krijgt al het overstromingswater dat zich verder stroomopwaarts zou hebben verspreid. Een ander gevaar van dijken is dat ze, net als dammen, kunnen breken. Wanneer dit gebeurt, stroomt er in korte tijd een grote hoeveelheid water het land op. Gebroken dijken kunnen enkele van de gevaarlijkste overstromingen veroorzaken.
Kustoverstromingen
Mensen hebben nog steeds niet veel succes met het beheersen van overstromingen langs kustlijnen. Overmatig water in deze gebieden is bijzonder destructief voor vervaardigde constructies vanwege de erosie die het veroorzaakt.
Eén manier om deze erosie tegen te gaan is het bouwen van hekken en muren waar het water het land raakt, waardoor de kracht van de golven op afstand wordt gehouden, zodat ze het strand niet verslijten.
De structuren verstoren echter ook het proces van strandvorming. Als je verhindert dat het water tegen de kust in beweegt, kan de oceaan geen zand verdelen — en krijg je geen prachtige stranden.
Een ander probleem met hekken en muren is dat ze maar een beperkte hoeveelheid kunnen doen. In wezen zijn stranden veranderende omgevingen, gevormd door de overweldigende kracht van de oceaan.
Stranden zijn van nature verondersteld worden geërodeerd en verplaatst door de dynamische werking van golven. Overstromingen zijn een vast onderdeel van dit proces en zullen dat waarschijnlijk ook blijven, wat we ook doen.
Rivieroverstromingen
Hoewel een rivier op ons overkomt als een stabiel, onbeweeglijk kenmerk van het landschap, is het in werkelijkheid een levendige, dynamische entiteit. Dit geldt met name voor grote rivieren, zoals de Mississippi in de Verenigde Staten en de Yangtze en Huang He in China. In de loop van de tijd breiden deze waterwegen zich uit, veranderen hun pad dramatisch en kunnen zelfs de stroomrichting veranderen. Om deze reden is het land rond de oevers van een rivier zeer gevoelig voor overstromingen.
Helaas zijn rivieren ook natuurlijke trekpleisters voor de beschaving. Ze zorgen onder andere voor een constante toevoer van water, rijke bodems en gemakkelijk transport. Als het waterpeil laag is, bouwen mensen langs de hele oevers en profiteren ze van alle voordelen.
Op een gegeven moment is het tijd dat het water zich verplaatst, en de mensen die langs de uiterwaarden hebben gebouwd ontdekken al snel dat ze op ongezonde grond leven. De overstromingsschade kan verwoestend zijn als er in deze gebieden uitgebreid wordt gebouwd.
Of het nu hel of hoog water is
De ergste schade als gevolg van overstromingen – het verlies van mensenlevens en huizen – wordt voornamelijk veroorzaakt door de enorme kracht van stromend water. Bij een overstroming kan 61 cm water met voldoende kracht bewegen om een auto weg te spoelen, en 15 cm water kan je omverwerpen.
Het lijkt misschien verrassend dat water, zelfs veel water, zo'n dreun kan veroorzaken. Je kunt tenslotte rustig in de oceaan zwemmen zonder te worden omvergeworpen, en dat is een enorme hoeveelheid bewegend water. En in de meeste gevallen is een stromende rivier niet sterk genoeg om je omver te werpen.
Waarom gedragen overstromingswateren zich dan anders?
Overstromingswateren zijn gevaarlijker omdat ze veel meer druk kunnen uitoefenen dan een gewone rivier of een kalme zee. Dit komt door de enorme verschillen in watervolume die tijdens veel overstromingen bestaan. Bij een overstroming kan zich in het ene gebied veel water verzamelen, terwijl er in een ander gebied nauwelijks water is.
Water is vrij zwaar, dus het beweegt heel snel om 'zijn eigen niveau te vinden'. Hoe groter het verschil tussen de watervolumes in een gebied, hoe groter de bewegingskracht. Maar op een bepaald punt lijkt het water niet zo diep en lijkt het dus niet bijzonder gevaarlijk, totdat het te laat is.
Bijna de helft van alle sterfgevallen door overstromingen is het gevolg van mensen die met hun auto door stromend water proberen te rijden. Er zit veel meer water in de oceaan dan bij een overstroming, maar het laat ons niet omvallen omdat het redelijk gelijkmatig verdeeld is. Water in een kalme zee haast zich niet om zijn eigen niveau te vinden.
Plotselinge overstroming
De gevaarlijkste overstromingen zijn plotselinge overstromingen, die worden veroorzaakt door een plotselinge, intense ophoping van water. Plotselinge overstromingen treffen een gebied kort nadat het water zich begint op te hopen (door overmatige regen of door een andere oorzaak), dus vaak zien mensen ze niet aankomen. Omdat er in één gebied veel water wordt verzameld, heeft het water bij plotselinge overstromingen de neiging zich met grote kracht te verplaatsen, waardoor mensen, auto's en zelfs huizen uit de weg worden geslingerd.
Plotselinge overstromingen kunnen bijzonder verwoestend zijn wanneer een zware onweersbui een grote hoeveelheid regen op een berg dumpt. Het water stroomt met enorme snelheid de berg af en ploegt door alles in de valleien eronder.
Een van de ergste plotselinge overstromingen in de Amerikaanse geschiedenis vond plaats in 1976, in Big Thompson Canyon, Colorado. In minder dan vijf uur lieten onweersbuien in nabijgelegen gebieden meer regen vallen dan de regio normaal gesproken in een jaar ervaart.
De Big Thompson River, normaal gesproken een ondiepe, langzaam bewegende waterweg, veranderde abrupt in een onstuitbare stroom, waarbij elke seconde 882.000 liter water in de kloof werd geloosd.
Duizenden kampeerders hadden zich in de kloof verzameld om de honderdste verjaardag van de staat Colorado te vieren. De stormvloed gebeurde zo snel dat er geen tijd was om een plotselinge overstromingswaarschuwing te geven. Toen het toesloeg, raakten honderden mensen gewond en kwamen 139 mensen om het leven.
Materiaalschade
Een minder catastrofaal soort schade is eenvoudigweg vocht. De meeste gebouwen kunnen de regen buiten houden, maar ze zijn niet waterdicht gebouwd. Als het waterpeil hoog genoeg is, sijpelt er veel water de huizen binnen, waardoor alles doorweekt wordt. Maar in de meeste gevallen is het grootste schadelijke element niet het water zelf, maar de modder die het met zich meebrengt.
Terwijl het water door het landschap stroomt, neemt het veel rommel op. Als de overstroming voorbij is, daalt het waterpeil en uiteindelijk droogt alles uit, maar de modder en het puin blijven hangen.
In 1966 overstroomde een zware storm de Arno, een Italiaanse rivier die door de stad Florence stroomt. De kleine stad, een van de kunsthoofdsteden van de wereld, werd overspoeld met water, modder en algemeen slijm. Naast het verlies aan mensenlevens en de schade aan gebouwen was er veel schade aan de kunstcollectie van de stad.
Modder en slijm bedekten bijna alles wat zich in de kelders en kamers op de begane grond van de stad bevond. Door vele jaren van werk zijn wetenschappers en kunsthistorici erin geslaagd de meeste beschadigde artefacten in goede staat te herstellen.
Verspreiding van ziekten
Een ander soort overstromingsschade is de verspreiding van ziekten. Terwijl water over een gebied stroomt, kan het allerlei chemicaliën en afvalproducten opnemen, wat tot uiterst onhygiënische omstandigheden leidt. In essentie drijft alles en iedereen bij een overstroming mee in één grote soep.
Hoewel ziekten meestal niet door deze omstandigheden worden veroorzaakt, worden ze gemakkelijker overgedragen (de meeste ziekten verspreiden zich gemakkelijker door water dan door de lucht).
Als u zich in een overstroomd gebied bevindt, is het van groot belang dat u alleen flessenwater of gekookt water drinkt en andere sanitaire richtlijnen in acht neemt. Voor meer informatie over wat u moet doen bij overstroming, kunt u deze gids van het Center for Disease Control raadplegen.
We zullen de overstromingen nooit kunnen stoppen. Het is een onvermijdelijk element in het complexe weersysteem van onze atmosfeer. We kunnen er echter aan werken om de schade veroorzaakt door overstromingen tot een minimum te beperken, door geavanceerde dammen, dijken en kanaalsystemen te bouwen.
Maar de beste manier om overstromingsschade te voorkomen is wellicht om zich helemaal terug te trekken uit overstromingsgevoelige gebieden. Zoals bij veel natuurverschijnselen kan de meest verstandige reactie op overstromingen zijn om uit de weg te gaan.
Veel meer informatie
Gerelateerde artikelen
- Hoe orkanen werken
- Hoe tornado's werken
- Hoe Lightning werkt
- Hoe meten ze het "zeeniveau"?
- Wat veroorzaakt de seizoenen?
- Wat is een Nor'easter?
- Als de poolijskappen zouden smelten, hoeveel zouden de oceanen dan stijgen?
- Waarom bewegen orkanen zich alsof ze een eigen wil hebben?
- Wat is het verschil tussen sneeuw, natte sneeuw en ijskoude regen?
- Waarom is het op de top van een berg kouder dan op zeeniveau?
Meer geweldige links
- Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie (NOAA)
- Federaal Agentschap voor Noodbeheer (FEMA)
- NOVA Overstromingsspecial
Onderzoekers ontdekken de oorsprong van bijna-ultraviolette en zichtbare absorptiekenmerken van Ti:saffierlaserkristallen- "How to Calculate Delta H F
- Echte truffels opsnuiven
- Kunstmatige cellen-in-cellen die door licht worden geactiveerd, fungeren als mini-chemische reactoren
- Nylons Eigenschappen & Gebruik
- Waar leven schildpadden en leggen ze hun eieren?
- Stedelijke watersysteemtheorie 5.0 biedt een systematische oplossing voor complexe stedelijke watervraagstukken in China
- Hoe identificeer je Spider Egg Sacs
- Ballonnen het grootste risico op sterfte in zee voor zeevogels
- 8 Ontzagwekkende feiten over de Stille Oceaan
Hoofdlijnen
- Hoe schimmels hebben bijgedragen aan het ontstaan van het leven zoals wij dat kennen
- Celademhalingsexperimenten
- Wat is het Missyplicity-project?
- Hoe vermijd je grote witte haaien en wat te doen als je er een tegenkomt
- Zeldzame fossiele tanden vernietigen lang gekoesterde opvattingen over de evolutie van gewervelde dieren
- Dieren die menselijke DNA-sequenties delen
- Hoe ga je de verveling van Fidos tegen als het te warm is om te wandelen
- DNA-replicatie vergelijken en contrasteren in prokaryoten en eukaryoten
- Ocean meeting haalt meer dan $7 miljard op voor mariene bescherming
Onderzoekers tonen aan dat Canada Basins minder goed in staat is om koolstofdioxide op te nemen- Wat de SCOTUS-uitspraak over EPA en emissies betekent voor klimaatverandering
- Kledingstof houdt je koel in de hitte
- Een nieuw ontdekt graf vol mummies kan oude geheimen bevatten
- Wetenschappers trekken ruimtepakken aan om Hawaiiaanse lavabuizen te verkennen alsof ze op Mars zijn
- NASA helpt bij rampenbestrijding in Kilauea
- Sequentiebepaling van het genoom van stevia-planten voor het eerst onthuld
- Nieuwe metingen geven een duidelijker beeld van ons sterrenstelsel en daarbuiten
- Elektronica
- Biologie
- Zonsverduistering
- Wiskunde
- French | Italian | Spanish | Portuguese | Swedish | German | Dutch | Danish | Norway |
-
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com
