Veel hellingen in de regio Campanië in Italië zijn bedekt met lagen vulkanische grond, het resultaat van herhaalde uitbarstingen in de loop van millennia. Naarmate de gevolgen van klimaatverandering verergeren, met inbegrip van het optreden van zeer intense en korte regenval in plaatselijke gebieden, er is een groeiende behoefte, vooral in deze en andere Italiaanse regio's die kwetsbaar zijn voor aardverschuivingen, om de dynamiek die dergelijke gebeurtenissen veroorzaakt nauwkeuriger te begrijpen en modellen te ontwikkelen die ze kunnen voorspellen. Bij gebruik door middel van adequate systemen voor vroegtijdige waarschuwing, deze instrumenten kunnen besluitvormers ondersteunen bij het nemen van effectieve en efficiënte maatregelen om mensen en de gebieden zelf te beschermen tegen aardverschuivingen.

Hiertoe, de studie "Exploring ERA5 reanalysis potentialities for support landslide onderzoeken:a test case from Campania Region" (Zuid-Italië) door de CMCC Foundation identificeert het potentieel van de vijfde generatie atmosferische modellen (bekend als heranalyse dataset ERA5) ontwikkeld door het European Centre for Weersvoorspellingen op middellange termijn voor het verbeteren van de prestaties van gebruikte systemen voor vroegtijdige waarschuwing, bijvoorbeeld, door de Civiele Bescherming (Protezione Civile).

Op een helling bedekt met pyroclastische grondverschuivingen worden meestal veroorzaakt door een combinatie van twee factoren:de eerdere natte omstandigheden op de helling en de triggerende omstandigheid die wordt vertegenwoordigd door een intense neerslaggebeurtenis. Het systeem voor vroegtijdige waarschuwing dat momenteel door de regio Campanië wordt gebruikt, gebruikt laatstgenoemde als enige indicator, het negeren van de voorafgaande omstandigheden van de bodem. Als resultaat, elke keer dat een neerslaggebeurtenis van een bepaalde intensiteit wordt voorspeld, ongeacht de staat van de grond op dat specifieke moment, het systeem geeft een alarmtoestand terug, vooralarm of alarm. Dit vergroot de kans op valse alarmen en dus op beslissingen, zoals wegafsluitingen, die kunnen leiden tot onderbrekingen van diensten die in sommige gevallen vermeden kunnen worden.

"Heranalyses zijn atmosferische modellen, dezelfde die worden gebruikt voor prognoses. Maar ze worden meestal gebruikt in back-analyses om weersomstandigheden uit het verleden te reconstrueren, " legt Guido Rianna uit, CMCC-onderzoeker en co-auteur van de studie. “Vanwege deze eigenschap het doel van heranalyses is niet om te voorspellen, maar om te homogeniseren, vanuit een ruimtelijk en temporeel oogpunt, gegevens van verschillende in-situ monitoringsystemen, zoals weerstations, of van remote sensing, zoals satellieten."

De vijfde generatie van heranalyse (ERA5) heeft een veel betere ruimtelijke resolutie dan de vorige, het verstrekken van atmosferische variabelen op rastercellen van ongeveer 30 km zijde. In aanvulling, het is mogelijk om toegang te krijgen tot gratis dagelijks bijgewerkte gegevens via de Climate Data Store van de Copernicus Climate Change Service. Deze gegevens variëren van 1979 tot 5 dagen voor het consult. Door de korte tijd waarin de gegevens werden vrijgegeven, konden de auteurs van het onderzoek aannemen - en vervolgens verifiëren - dat de tool goed zou presteren, niet alleen voor back-analysestudies, maar ook voor operationele doeleinden, zoals de ontwikkeling van systemen voor vroegtijdige waarschuwing.

"We hebben eerst de betrouwbaarheid van de ERA5-heranalyse geverifieerd bij het reproduceren van regenvalgeschiedenissen die hebben geleid tot aardverschuivingen die zich daadwerkelijk in het bestudeerde gebied hebben voorgedaan, " zegt Alfredo Reder, CMCC-onderzoeker en eerste auteur van de publicatie. "Volgende, we hebben de specifieke aardverschuiving geanalyseerd die plaatsvond in Nocera Inferiore (Campanië) op 4 maart 2005. We hebben vastgesteld dat, op dat evenement, de schattingen van het bodemvocht door ERA5, hoewel niet vrij van beperkingen en beperkingen, over het gehele deksel een zeer hoge waterwaarde zou hebben kunnen waarnemen. Dus, we hebben de laatste stap kunnen zetten om de mogelijkheid te evalueren om deze heranalyses operationeel te gebruiken voor een systeem voor vroegtijdige waarschuwing. In de laatste fase van ons onderzoek, we hebben geverifieerd dat de ERA5-datasets, indien gebruikt als een volmacht om een ​​beslissing te ondersteunen, de betrouwbaarheid van het prognosemodel dat momenteel in Campanië wordt gebruikt, kan verbeteren, omdat ze informatie kunnen geven over eerdere hellingsvochtigheidscondities, die een predisponerende factor zijn voor een aardverschuivingsgebeurtenis."

De resultaten van de studie suggereren het potentieel van deze tool, vooral voor het minimaliseren van valse alarmen, terwijl u gemiste alarmen vermijdt.

"Elke expert op het gebied van aardverschuivingen in pyroclastische bodems zou zeggen dat het optreden van een intense neerslaggebeurtenis in september in Campania, gebeurt op een bodem in droge toestand, kan zelden een aardverschuiving veroorzaken, " concludeert Rianna. "Maar tot op heden is er een gebrek aan kwantitatieve observationele ondersteuning om dit te bevestigen. Vandaag, een besluitvormer voor civiele bescherming, op basis van bestaande studies in de literatuur, kon niet anders dan alarm slaan bij een voorspelling van een neerslaggebeurtenis met bepaalde kenmerken:hij kon deze keuze niet onderbouwen met gegevens over de toestand van de bodem in de voorafgaande periode (behalve enkele beperkte hellingen). Ons onderzoek toont aan dat ERA5 deze leemte zou kunnen opvullen en daardoor het aantal valse alarmen zou kunnen minimaliseren."

De resultaten van dit onderzoek zijn van toepassing op pyroclastische aardverschuivingen, die kenmerkend zijn voor het onderzochte gebied. De volgende stap is het verifiëren van de geschiktheid van ERA5-heranalyses voor hetzelfde doel, maar in het geval van andere grondsoorten, zoals kleigronden die leiden tot langzame aardverschuivingen, die kenmerkend zijn voor verschillende gebieden van Italië, zoals de zuidelijke Apennijnen en sommige gebieden van Basilicata en Campania.