Wetenschappers en waterbeheerders gebruiken veel soorten gegevens om overstromingen te voorspellen. Dit jaar hebben ze een nieuw instrument tot hun beschikking:zoetwatergegevens van de Surface Water and Ocean Topography (SWOT) satelliet. Het observatorium, een samenwerking tussen NASA en de Franse ruimtevaartorganisatie CNES (Center National d'Études Spatiales), meet de hoogte van bijna alle wateroppervlakken op aarde. SWOT is ontworpen om elke grote rivier te meten die breder is dan ongeveer 100 meter, en voorlopige resultaten suggereren dat deze mogelijk veel kleinere rivieren kan waarnemen.

Stroommeters kunnen de waterstanden in rivieren nauwkeurig meten, maar alleen op individuele locaties, vaak ver uit elkaar. Veel rivieren hebben helemaal geen stroommeters, vooral in landen zonder middelen om deze te onderhouden en te monitoren. Meters kunnen ook worden uitgeschakeld door overstromingen en zijn onbetrouwbaar wanneer water de oever van de rivier overstroomt en naar gebieden stroomt die ze niet kunnen meten.

SWOT biedt een uitgebreider 3D-beeld van overstromingen, waarbij de hoogte, breedte en helling ervan worden gemeten. Wetenschappers kunnen deze gegevens gebruiken om beter te volgen hoe overstromingen door een landschap stromen, waardoor voorspellingen kunnen worden verbeterd over waar overstromingen zullen plaatsvinden en hoe vaak.

Een beter overstromingsmodel bouwen

Een poging om SWOT-gegevens in overstromingsmodellen op te nemen wordt geleid door J. Toby Minear van het Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) in Boulder, Colorado. Minear onderzoekt hoe SWOT-gegevens kunnen worden opgenomen in het National Water Model van de National Oceanic and Atmospheric Administration, dat het potentieel voor overstromingen en de timing ervan langs Amerikaanse rivieren voorspelt. SWOT-zoetwatergegevens zullen de ruimtelijke gaten tussen meters opvullen en wetenschappers als Minear helpen bij het bepalen van de waterstanden (hoogten) waarop overstromingen optreden op specifieke locaties langs rivieren.

Hij verwacht dat SWOT de gegevens van het Nationale Watermodel op meerdere manieren zal verbeteren. Het zal bijvoorbeeld nauwkeurigere schattingen opleveren van rivierhellingen en hoe deze veranderen met de stroming van de rivier. Over het algemeen geldt dat hoe steiler de helling van een rivier is, hoe sneller het water stroomt. Hydrologische modelbouwers gebruiken hellingsgegevens om de snelheid te voorspellen die water door een rivier en van een landschap af beweegt.

SWOT zal wetenschappers en waterbeheerders ook helpen te kwantificeren hoeveel watermeren en reservoirs kunnen opslaan. Hoewel er ongeveer 90.000 relatief grote Amerikaanse reservoirs zijn, beschikken slechts een paar duizend daarvan over waterstandgegevens die zijn opgenomen in het National Water Model. Dit beperkt het vermogen van wetenschappers om te weten hoe de reservoirniveaus zich verhouden tot omliggende landhoogten en potentiële overstromingen. SWOT meet tienduizenden Amerikaanse reservoirs, samen met bijna alle natuurlijke Amerikaanse meren die groter zijn dan ongeveer twee voetbalvelden samen.

Sommige landen, waaronder de VS, hebben aanzienlijke investeringen gedaan in riviermeetnetwerken en gedetailleerde lokale overstromingsmodellen. Maar in Afrika, Zuid-Azië, delen van Zuid-Amerika en het Noordpoolgebied zijn er weinig gegevens over meren en rivieren. Op dergelijke plaatsen berusten de beoordelingen van overstromingsrisico's vaak op ruwe schattingen. Een deel van het potentieel van SWOT is dat het hydrologen in staat zal stellen deze leemten op te vullen, door informatie te verschaffen over waar water in landschappen wordt opgeslagen en hoeveel er door rivieren stroomt.

Tamlin Pavelsky, hoofd van de SWOT-zoetwaterwetenschap bij NASA en onderzoeker aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill, zegt dat SWOT kan helpen de groeiende dreiging van overstromingen als gevolg van extreme stormen, aangewakkerd door klimaatverandering, aan te pakken. "Denk aan Houston en de orkaan Harvey in 2017", zei hij. "Het is zeer onwaarschijnlijk dat we zonder klimaatverandering 150 centimeter regen van één storm zouden hebben gezien. Samenlevingen zullen technische ontwerpnormen en uiterwaardenkaarten moeten bijwerken nu hevige neerslag steeds vaker voorkomt."

Pavelsky zegt dat deze veranderingen in de watercyclus van de aarde de veronderstellingen van de samenleving over overstromingen en wat een uiterwaarden zijn, veranderen. "Honderd miljoen mensen over de hele wereld zullen in de toekomst een groter risico lopen op overstromingen naarmate de regenval steeds heviger wordt en de bevolkingsgroei plaatsvindt in overstromingsgevoelige gebieden", voegde hij eraan toe.

SWOT-overstromingsgegevens zullen andere praktische toepassingen hebben. Verzekeraars kunnen bijvoorbeeld modellen gebruiken die zijn gebaseerd op SWOT-gegevens om de overstromingsgevarenkaarten te verbeteren, zodat ze de potentiële schade- en verliesrisico's van een gebied beter kunnen inschatten. Een grote herverzekeringsmaatschappij, FM Global, behoort tot de veertig huidige early adopters van SWOT:een mondiale gemeenschap van organisaties die zich inzetten om SWOT-gegevens op te nemen in hun besluitvormingsactiviteiten.

"Bedrijven als FM Global en overheidsinstanties zoals de Amerikaanse Federal Emergency Management Agency kunnen hun overstromingsmodellen verfijnen door ze te vergelijken met SWOT-gegevens", aldus Pavelsky. "Die betere modellen zullen ons een nauwkeuriger beeld geven van waar en hoe vaak overstromingen waarschijnlijk zullen plaatsvinden."

Geleverd door NASA