Perché le piene dei fiumi colpiscono in modo diverso in estate e in inverno

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Le inondazioni non seguono un calendario preciso. Alle latitudini europee possono colpire qualsiasi mese dell’anno. Ma se si guardano le statistiche, emergono dei modelli. Il Reno è tipicamente soggetto a un evento di inondazione 1,5 volte l’anno. L’Elba gestisce 1.7. L’Oder ne gestisce due. Il Danau conquista il primato con tre eventi di piena annuali.

Gli scienziati hanno suddiviso questi eventi in due categorie distinte: inondazioni estive e inondazioni invernali. La differenza non è solo la temperatura. È la velocità, la fonte e il pericolo.

Come i temporali estivi scatenano improvvise inondazioni in montagna

Le inondazioni estive sono violente e veloci. Di solito provengono da forti piogge estive, come l’acquazzone di un violento temporale. Le piccole linee di drenaggio, in particolare le aree di sorgente nelle regioni montane, sono le più vulnerabili. L’acqua sale rapidamente. Esce con un volume enorme.

Le inondazioni invernali funzionano diversamente. Qui, le precipitazioni e lo scioglimento della neve creano grandi volumi di deflusso, ma la salita e la discesa sono lente. Il pericolo si sposta nel tratto inferiore del sistema fluviale. È qui che si incontrano i livelli elevati dell’acqua provenienti da più affluenti. Quando questi flussi si scontrano, l’area a valle diventa un punto di pressione.

Perché l’Europa centrale si allaga all’inizio dell’estate mentre i tropici aspettano luglio

La posizione determina i tempi. Nell’Europa centrale, i primi mesi estivi sono il periodo ad alto rischio. Le regioni con regolare scioglimento della neve alla fine dell’inverno vedono inondazioni primaverili. Le zone tropicali vengono colpite durante la stagione delle piogge.

Ai tropici dell’emisfero settentrionale, i flussi maggiori si verificano tra luglio e settembre. Il Gange, il Nilo Azzurro e l’Irrawaddy raggiungono il picco in agosto. Nell’emisfero australe, i picchi di flusso si spostano da febbraio ad aprile, in corrispondenza delle stagioni delle piogge locali.

La portata alta o bassa di un fiume è insolita? No. La fluttuazione è normale. Un fiume diventa imprevedibile e pericoloso solo quando crea piene straordinarie in aree popolate dove gli esseri umani non si sono preparati adeguatamente.

L’effetto del suolo saturo che trasforma la pioggia in un diluvio

Ecco il meccanismo che trasforma la pioggia in un disastro. Quando il volume di stoccaggio del terreno è pieno, il terreno è saturo d’acqua. Ciò accade spesso dopo lunghi periodi piovosi a novembre o dicembre alle nostre latitudini. Se cade di nuovo una forte pioggia, il terreno si comporta come se fosse pavimentato con asfalto.

Tutta l’acqua delle precipitazioni scorre via terra in ruscelli e fiumi. L’acqua si raccoglie nei torrenti ma non riesce a defluire abbastanza velocemente. Si forma un’onda di piena.

Una situazione meteorologica tipica per questo è l’alternanza tra fronti freddi che portano neve e fronti caldi che la sciolgono, accompagnati da ulteriori forti piogge. L’alluvione natalizia del Reno del 1993 avvenne esattamente così.

Ad ogni evento di piena, il livello dell’acqua nel fiume aumenta rapidamente. Per i grandi fiumi, l’inondazione può essere 25 volte maggiore della più piccola magra. Per i fiumi di medie dimensioni, il rapporto può raggiungere 250 volte. In casi estremi, è stato osservato che le inondazioni sono 1.350 volte superiori al livello minimo di bassa marea.

Perché i torrenti di montagna distruggono i ponti mentre le inondazioni della pianura si insinuano

Nei terreni montuosi è sufficiente un clima rigido spazialmente limitato per far gonfiare i corsi d’acqua in modo distruttivo. L’alveo del fiume ha una sezione ridotta, soprattutto nelle valli strette e profonde. Ciò conferisce all’onda di piena un potere immenso. A causa della forte pendenza l’acqua scorre a valle con una velocità incredibile.

Dove supera le rive, falcia case e ponti. Sostenuta dalla violenza della ghiaia e dei detriti che trasporta, la distruzione è rapida. Il disastro spesso accade in un batter d’occhio.

I fiumi di pianura raccontano una storia completamente diversa. Nei massicci corsi d’acqua delle pianure, le piene si accumulano gradualmente su un’area di drenaggio più ampia. Una singola ondata di piena nel corso superiore di un affluente potrebbe essere localmente devastante, ma è appena avvertita nel corso inferiore del fiume principale.

Per generare un’inondazione nei tratti più bassi, è necessaria una fornitura d’acqua molto più grande. Precipitazioni insolitamente abbondanti devono cadere per un lungo periodo su un’ampia parte del bacino idrografico. Le forti piene degli affluenti devono sommarsi nel fiume principale.

Il pericolo raggiunge il suo culmine quando il fiume trattiene già più acqua del solito durante la normale stagione di magra e poi, durante la successiva stagione delle piene, riceve un deflusso ancora più anomalo a causa delle forti precipitazioni. Questo aumento graduale avverte con settimane di anticipo di un’alluvione eccezionale. Quando alla fine l’onda di piena si forma, non si riversa improvvisamente sulle pianure. In base alle condizioni idrografiche del corso superiore e medio si può addirittura prevedere con precisione il suo arrivo.

Aumentano i dati alla base della più grande inondazione registrata

L’entità di questi eventi è difficile da comprendere senza i numeri. La tabella seguente elenca alcuni dei livelli di piena più alti registrati per i fiumi selezionati, misurati in metri di innalzamento.

Fiume Posizione Aumento in m
Reno Basilea 6
Garonna Agen 11.7
Reno Colonia 13:55
Nilo Assuan 15
Mississipi Vicksburg 17.9
Ohio Cincinnati 24.4
Colorado ca. 30
ChangJiang ca. 60

Che cosa causa effettivamente le inondazioni catastrofiche?

Le inondazioni più grandi e devastanti provengono da fiumi ingrossati da piogge continue o improvvise o da improvviso scioglimento della neve. La permeabilità del terreno è il fattore decisivo. Determina la quantità di acqua superficiale alimentata ai fiumi. Se la superficie del suolo è ancora ghiacciata, anche una minima precipitazione può causare massicce inondazioni.

In Siberia la situazione peggiora. I grandi fiumi scorrono da sud a nord. Allo stesso tempo, la deriva del ghiaccio nelle regioni del delta blocca il deflusso naturale verso il mare. Ogni anno vasti paesaggi si trasformano in aree paludose inaccessibili.

In definitiva, le condizioni che portano ad alluvioni e inondazioni sono:
– Precipitazioni abbondanti e continue
– Scioglimento della neve
– Rottura di dighe e/o argini

La fisica è coerente. Il pericolo sta nella direzione in cui va l’acqua e quanto velocemente il terreno riesce ad assorbirla.

Perché l’attività umana peggiora le inondazioni

Potresti presumere che le inondazioni siano solo sfortuna. Lo fa la natura. Ma guarda più da vicino. Gli esseri umani stanno attivamente distruggendo i sistemi che assorbivano l’acqua. Non è sottile. È aggressivo.

La deforestazione nelle regioni montuose distrugge gli apparati radicali che mantengono in posizione il suolo. Senza quello strato verde, la pioggia colpisce la terra nuda, lava lo strato superficiale del terreno e si riversa più velocemente nei fiumi. A valle, le pianure affogano.

Poi c’è il concreto. Abbiamo asfaltato le pianure alluvionali. Abbiamo costruito centri commerciali, autostrade e complessi residenziali su un terreno che un tempo era una spugna. Ora, quando piove, l’acqua non sa dove andare. Non si assorbe. Funziona.

Anche qui l’agricoltura gioca un ruolo sporco. Convertire i pascoli in terreni agricoli significa macchinari pesanti e fertilizzanti chimici. Ciò compatta il terreno. Il terreno diventa un mattone. La pioggia non può penetrare. Scorre nei corsi d’acqua, aumentando la portata proprio quando il fiume è già in piena.

E dove costruiamo? Nelle zone pericolose. Guarda il Bangladesh. La densità di popolazione in questi delta soggetti a inondazioni è sconcertante. Mettiamo le nostre case, le nostre attività e le nostre vite esattamente dove vuole andare l’acqua. Aggiungete l’innalzamento del livello del mare dovuto all’effetto serra e avrete una ricetta per il disastro interamente autoinflitto.

La spada a doppio taglio delle inondazioni

Sembra controintuitivo. Come può una catastrofe essere positiva? Può. Le inondazioni sono disordinate, distruttive e mortali. Ma sono anche fertilizzanti.

Consideriamo il delta del Nilo. Prima della costruzione della diga di Assuan, l’alluvione annuale depositava limo ricco di sostanze nutritive sui campi. Quel ciclo naturale di irrigazione e fertilizzazione permise alla civiltà egiziana di prosperare. Senza quel lavaggio annuale, quella specifica alta cultura forse non sarebbe mai emersa. L’alluvione era un motore dell’agricoltura.

Ma il danno è grave. Se un’alluvione colpisce subito prima del raccolto, i raccolti vanno perduti. L’approvvigionamento alimentare crolla. La storia è costellata di questi momenti. In Cina, quando il fiume Huang He o il Chang Jiang straripavano, il bilancio delle vittime della conseguente carestia spesso superava il numero delle persone uccise dall’acqua stessa. L’alluvione non li ha semplicemente annegati. Li ha fatti morire di fame.

C’è anche un killer secondario. Malattia. L’acqua dell’alluvione è un impasto liquido di liquami, terreno e detriti. Diventa un terreno fertile per il colera e altri agenti patogeni. L’acqua si ritira, ma la malattia si diffonde.

Strategie pratiche per la difesa dalle inondazioni

Non possiamo fermare la pioggia. Ma possiamo gestire il danno. Il vecchio trucco è semplice. Costruisci su palafitte. In alcune parti del sud-est asiatico, le case sono costruite su palafitte, lasciando scorrere al di sotto le inondazioni annuali. È una difesa passiva che funziona con l’acqua invece che contro di essa.

Anche le barriere strutturali aiutano. Dighe e argini contengono il fiume. Ma funzionano solo se vengono mantenuti e se la pressione non supera i loro limiti.

La vegetazione è il cuscinetto più efficace. Erbe, siepi e alberi stabilizzano il terreno. Le foreste sono i paladini di questo. La struttura sciolta del suolo forestale si comporta come una spugna gigante. Assorbe le precipitazioni, ritarda il deflusso e livella il bilancio idrico. Senza quella copertura vegetale, il deflusso superficiale è immediato e violento.

I serbatoi fungono da ammortizzatori. Immagazzinano l’acqua durante i picchi di flusso e la rilasciano lentamente. Il Lago di Costanza in Germania fa lo stesso per il Reno. Prende una parte della piena estiva e la trattiene, rilasciando gradualmente l’acqua in modo che il fiume a valle non si gonfi.

Nel Nord America, la pianificazione urbana ha adottato un modello di zonizzazione per le pianure alluvionali. L’idea è la stratificazione del rischio. Non si costruisce la fabbrica o il complesso di appartamenti nella zona più pericolosa. Metti lì le attività sacrificabili. Le infrastrutture costose e critiche vanno nella zona più sicura, più lontana dalla banca. È un modo logico per ridurre il costo del disastro.

Il cambiamento normativo della Germania dopo il 2002

L’estate del 2002 fu un campanello d’allarme. Le inondazioni furono devastanti. L’infrastruttura ha fallito. Il governo ha reagito. Nell’estate del 2004, il Bundestag approvò la “Legge per il miglioramento della protezione preventiva dalle inondazioni”.

Il mandato fondamentale è chiaro. Smettere di costruire nella pianura alluvionale. Periodo. Nessuna nuova zona residenziale o commerciale in aree soggette ad inondazioni. Se il terreno si allaga, rimane una pianura alluvionale.

L’agricoltura deve far fronte a nuove regole severe. Nelle aree di deflusso altamente erodibili, l’agricoltura è completamente vietata. In altre regioni fluviali a rischio di alluvioni, l’agricoltura è consentita solo a condizioni specifiche. In queste zone è vietato l’uso di pesticidi e fertilizzanti nocivi. Il suolo è troppo vulnerabile; i prodotti chimici verrebbero semplicemente lavati nel sistema idrico.

Il piano prevede anche lo spostamento delle dighe. Ripristino della larghezza naturale delle sponde dei fiumi. Lasciare respirare il fiume. È un passaggio dalla lotta contro l’acqua alla gestione dello spazio circostante.

L’evento del 2002 ha dimostrato che il cemento da solo non è sufficiente. Hai bisogno di spazio. Hai bisogno della natura. Devi accettare che un po’ di terra è per il fiume, non per noi. La legge cerca di codificare quella realtà. È un processo lento. Cambiare le leggi sulla zonizzazione è più difficile che costruire un muro. Ma è l’unico modo per fermare il ciclo di distruzione.

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