De huidige ontwerpnormen voor de hydrologische infrastructuur van de Verenigde Staten zijn niet voorbereid op de toenemende frequentie en ernst van extreme regenbuien, wat betekent dat constructies zoals retentievijvers en dammen vaker en ernstiger zullen overstromen, volgens een nieuwe studie.

Extreme weersomstandigheden nemen toe, maar Amerikaanse waterbeheersystemen gebruiken verouderde ontwerprichtlijnen. Nieuw onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift AGU Geofysische onderzoeksbrieven , analyseerde gegevens uit meerdere regio's in de VS en ontdekte dat het toenemende aantal extreme stormen in combinatie met verouderde bouwcriteria hydrologische structuren zoals regenwatersystemen zou kunnen overweldigen.

De nieuwe studie komt vooral op het juiste moment in het licht van recente stormen en plotselinge overstromingen langs de oostkust.

"De boodschap is dat de infrastructuur in de meeste delen van het land niet langer presteert op het niveau dat het zou moeten doen. vanwege de grote veranderingen die we hebben gezien bij extreme regenval, " zei Daniël Wright, een hydroloog aan de Universiteit van Wisconsin-Madison en hoofdauteur van de nieuwe studie.

Ingenieurs gebruiken vaak statistische schattingen, IDF-curven genaamd, om de intensiteit, looptijd, en de frequentie van de regenval in elk gebied. de bochten, gepubliceerd door de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), worden gemaakt met behulp van statistische methoden die ervan uitgaan dat weerpatronen in de loop van de tijd statisch blijven.

"Ontwerpingenieurs in steden, adviesbureaus, en provincies gebruiken dit voor verschillende doeleinden, zoals beheer van infrastructuurontwerp, risicobeoordeling van de infrastructuur, enzovoort. Het heeft veel technische toepassingen, " zei Amir Aghakouchak, een hydroloog aan de Universiteit van Californië, Irvine die niet betrokken was bij de nieuwe studie.

Maar klimaatverandering zorgt ervoor dat extreme regenval vaker voorkomt in veel regio's van de wereld, iets waar IDF-curven geen rekening mee houden. Een maatstaf voor extreme regenval is de 100-jarige storm, een storm die een kans van één procent heeft om in een bepaald jaar te gebeuren, of een statistische waarschijnlijkheid van gemiddeld eens in de 100 jaar.

Wright en zijn collega's wilden weten hoe bestaande IDF-curven zich verhouden tot recente veranderingen in extreme regenval. Ze analyseerden records van meer dan 900 weerstations in de VS van 1950 tot 2017 en registreerden het aantal keren dat extreme stormen, zoals 100-jarige stormen, ontwerpnormen overschreden. Bijvoorbeeld, in het oosten van de Verenigde Staten, extreme regenbuien komen in 2017 85 procent vaker voor, dan in 1950. In het westen van de V.S. deze stormen komen nu 51 procent vaker voor dan ooit.

De wetenschappers ontdekten dat in het grootste deel van het land het groeiende aantal extreme regenbuien kan worden gekoppeld aan de opwarming van de aarde door klimaatverandering, hoewel natuurlijke gebeurtenissen, zoals El Niño, ook af en toe van invloed op het klimaat in het zuidoosten.

Door het aantal daadwerkelijke stormen te vergelijken met het aantal voorspeld door IDF-curven, de onderzoekers toonden ook de mogelijke gevolgen voor de Amerikaanse infrastructuur. In sommige regio's, bijvoorbeeld, infrastructuur die is ontworpen om extreme regenbuien te weerstaan, zou deze stormen elke 40 jaar kunnen doorstaan ​​in plaats van elke 100 jaar.

"Infrastructuur die is ontworpen volgens deze veelgebruikte normen, zal waarschijnlijk vaker overbelast raken dan wordt verondersteld, ' zei Wright.

De onderzoekers hopen dat de bevindingen klimaatwetenschappers zullen aanmoedigen, hydrologen, en ingenieurs om samen te werken en de richtlijnen voor de Amerikaanse hydrologische infrastructuur te verbeteren.

"We moeten echt duidelijk maken hoe ver achter onze ontwerpnormen ligt. ' zei Wright.