Het stedelijke landschap van Houston heeft rechtstreeks bijgedragen aan de stortregens en dodelijke overstromingen tijdens de orkaan Harvey in augustus 2017, volgens onderzoekers van Princeton en de Universiteit van Iowa. De onderzoekers rapporteren in het tijdschrift Natuur 15 november dat Houston's risico op extreme overstromingen tijdens de orkaan - een storm van categorie 4 die naar schatting 125 miljard dollar aan schade aanrichtte en 68 mensen doodde - 21 keer groter was als gevolg van verstedelijking.

Met behulp van computermodellen en weergegevens, de onderzoekers creëerden orkaan Harvey en vergeleken de totale regenval met stedelijke opbouw met totale regenval zonder stedelijke opbouw. De resultaten geven aan dat door de mens veroorzaakte ontwikkeling heeft bijgedragen aan het creëren van een nattere orkaan - een die in vier dagen 40 tot 60 inch regen heeft laten vallen - evenals ernstigere overstromingen, met hogere overstromingspieken en grotere totale schade.

De resultaten benadrukken de menselijke rol bij extreme weersomstandigheden, evenals de noodzaak om stedelijke en voorstedelijke ontwikkeling in overweging te nemen bij het berekenen van het orkaanrisico en de voorbereiding op orkaanschade en herstel, zeiden de auteurs. De studie benadrukt ook de noodzaak om de verergerde menselijke impact op regenval en overstromingen als gevolg van verstedelijking en klimaatverandering te begrijpen.

"Onze focus op de rol van verstedelijking was gericht op het bieden van een vollediger perspectief van menselijke activiteiten op Harvey's regenval en overstromingen, " zei co-auteur Gabriel Vecchi, een Princeton hoogleraar geowetenschappen en het Princeton Environmental Institute (PEI). "De mens heeft zowel het klimaat, door de uitstoot van broeikasgassen, en de lokale omgeving rond Houston door verstedelijking op manieren waarvan we dachten dat ze de regenval en overstromingen van Harvey zouden kunnen beïnvloeden."

De onderzoekers ontdekten dat naarmate het stedelijke centrum van Houston naar boven en naar buiten groeide, overstromingsrisico veranderd, waaronder een groter risico op hogere overstromingspieken en meer ernstige en gevaarlijke overstromingen in het algemeen. Naarmate het aantal kilometers ondoordringbare trottoirs en straten van de stad toenam, hevige regenval kon niet in de grond worden geabsorbeerd.

"Gezien het feit dat orkaanwinden en regenval naar verwachting in de toekomst zullen toenemen, en dat de verstedelijking langs onze kusten naar verwachting ook zal blijven toenemen, ons werk benadrukt de noodzaak om de risico's te begrijpen en om geschikte strategieën voor overstromingsbeperking te implementeren, " zei hoofdauteur Wei Zhang, een assistent-onderzoeker bij Iowa's IIHR-Hydroscience and Engineering onderzoekscentrum.

Een groot deel van de wetenschappelijke analyse die volgde op het orkaanseizoen 2017 was gericht op de rol van het klimaat - inclusief de algehele opwarming van de planeet - bij het bepalen van de fysieke kracht van een orkaan en de totale hoeveelheid regenval. De onderzoekers van Princeton en Iowa besloten een andere, maar complementair, overstag en gekeken naar de mogelijke rol van verstedelijking.

"De gevolgen van orkaan Havey op Houston benadrukken de gevaren voor kuststeden langs de Gulf Coast en de oostkust van de Verenigde Staten, " zei co-auteur James Smith, een Princeton-professor civiele en milieutechniek en PEI-geassocieerde faculteit. "Een ongelukkige herhaling van orkaan Florence dit jaar onderstreept de problemen van extreme tropische cycloonregens in stedelijke omgevingen."

De onderzoekers experimenteerden met verschillende computermodellen om de regenval van orkaan Harvey in Houston te simuleren, eerst kijkend naar de totale regenval met het huidige stedelijke profiel van de stad, dan bij regenval voor hetzelfde geografische gebied, maar met open velden en gewassen in plaats van straten en wolkenkrabbers. Ze ontdekten dat de niet-stedelijke gebieden aanzienlijk minder regen kregen, en dat de neerslagpatronen significant anders waren dan in de stedelijke gebieden.

De reden was dat "oppervlakteruwheid" als gevolg van de aanwezigheid van door de mens gemaakte structuren een "slepend effect" op orkanen creëert. Dit effect treedt op wanneer harde wind hoge gebouwen raakt, wrijving creëren. In het geval van orkaan Harvey, wind verplaatste warme oppervlaktelucht verder de atmosfeer in, waardoor een optimale situatie ontstaat voor bewolking en neerslag.

"Toen orkaan Harvey Houston binnenraasde, het kwam letterlijk vast te zitten aan de hoge wolkenkrabbers en torens van de stad, " zei Gabriele Villarini, universitair hoofddocent civiele en milieutechniek en directeur van IIHR. "De wrijving veroorzaakt door harde wind die hoge gebouwen beukt, creëerde een weerstandseffect dat de lucht- en warmtebeweging beïnvloedde en resulteerde in optimale omstandigheden voor neerslag."

Met behulp van statistische modellen, de onderzoekers keken ook naar jaar-op-jaar veranderingen in overstromingspieken en vergeleken deze met hoeveelheden regen en bevolkingsgroei, een proxy voor verstedelijking. Ze vergeleken deze resultaten met hoogwaterpieken uit de jaren vijftig, een periode die de stedelijke ontwikkeling in Houston voorafgaat, en vonden opnieuw een positieve correlatie tussen stedelijke groei en verhoogd overstromingsrisico.

"Verstedelijking wordt over het algemeen geassocieerd met een aanzienlijke vermindering van de infiltratie van regenwater, ', zei Villarini. 'Houston heeft een van de meest indrukwekkende hausse in stedelijke ontwikkeling in de geschiedenis van de VS meegemaakt, en met de groei komt een toename van ondoordringbare oppervlakken. Deze toenemende verstedelijking, gecombineerd met het vlakke kleiterrein van de regio, vormt een zeer problematische mix, zelfs met maatregelen tegen overstromingen."

De onderzoekers waarschuwen dat het niet rekening houden met stedelijke factoren in termen van orkaanvoorbereiding ernstige en kostbare problemen kan opleveren voor kuststeden.

"Hoewel dit onderzoek niet kan worden geëxtrapoleerd naar elk stedelijk kustgebied in het land, het benadrukt de onverwachte kosten van ontwikkeling, ' zei Villarini. 'Voor elke nieuwe weg die wordt gestort en voor elke nieuwe hoogbouw, er is een verhoogd risico op meer hevige regenval en overstromingen, en dat is zeker iets waar stadsambtenaren en inwoners rekening mee moeten houden als ze nadenken over toekomstige groei."

De krant, "Verstedelijking verergerde de regenval en overstromingen veroorzaakt door orkaan Harvey in Houston, " werd op 15 november gepubliceerd door Natuur .