Современный мониторинг предскажет наводнения

AFP

Благодаря новым методам мониторинга, способным заметно улучшить качество паводковых прогнозов, Швейцария станет менее уязвимой перед лицом такого рода природных бедствий. Это очень важно, если учесть, что в последние годы катастрофы, связанные с экстремальной непогодой, случаются все чаще и чаще.

«Теперь мы можем сравнивать нынешнюю ситуацию с обстановкой в прошлом и предупреждать метеорологов, занимающихся прогнозированием паводков, о том, что в горах скапливается количество снега, значительно превышающее норму. Зная, что этот снег начнет активно таять в последующие дни, мы сможем заранее принимать все необходимые меры».

Таковы слова инженера-исследователя Тобиаса Йонаса (Tobias Jonas), работающего гидрологом в Федеральном Научно-исследовательском институте леса, снега и ландшафта (Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, далее WSL) в Давосе. Благодаря своим уникальным достижениям этот институт обладает в мире высочайшей репутацией.

Такого рода исследования очень важны для страны, половина территории которой находится на высоте более одной тысячи метров, а еще четверть – на высоте более 2 тыс. метров над уровнем моря, и где треть осадков выпадает в виде снега. Таяние снегов, как известно, зачастую приводит к сильным паводкам. В мае 1999 года в Швейцарии проливные дожди совпали с интенсивной оттепелью, что привело к  массовым наводнениям, нанесшим стране ущерб в размере 580 млн. франков.

Та погодная катастрофа повысила общий интерес к гидрологии снега и привела к тому, что мониторинг снежных и водных ресурсов был включен в национальную систему прогнозирования паводков.

Стало ясно, что наблюдение за распределением снега имеет решающее значение для прогнозирования параметров схода поверхностных вод, текущих по так называемым «насыщенным почвам», то есть по грунтам, которые уже не могут впитывать влагу.

Борьба со стихийными бедствиями

Основным органом власти по предупреждению стихийных бедствий в Швейцарии является Федеральное ведомство охраны окружающей среды.

Оно публикует рекомендации на случай наступления снежных лавин, оползней, наводнений и землетрясений. Это ведомство также отвечает за составление соответствующих карт.

Федеральное ведомство по метеорологии и климатологии (MeteoSchweiz) играет важную роль не только в контексте прогнозов и климатических наблюдений, но и в снижении риска бедствий.

Федеральное ведомство гражданской обороны планирует и координирует чрезвычайные меры, которые необходимо принимать в случае наступления стихийных бедствий или совершения террористических актов.

Улучшенный мониторинг

Талые воды, – гидрологи называют их «водяной эквивалент снега» (SWE), – до недавнего времени не подвергались количественным оценкам.

В Швейцарии существуют лишь примерно сорок мониторинговых станций, собирающих данные по SWE. При этом соответствующие измерения проводятся довольно редко, поскольку это работа требует больших затрат времени и ресурсов. Ученым нужно бурить отверстия в снегу, извлекая снежно-ледяные столбы, вес которых следует затем тщательно измерять.

Переломным стал 2008 год, когда институту «WSL» предложили произвести прогноз объема ожидавшегося весеннего паводка. Ожидалось, что некоторые озера и реки могут выйти из берегов. Научный прогноз мог бы помочь оценить, нужно ли предпринимать какие-либо меры, или нет. Поскольку уже имевшихся измерений было недостаточно, Тобиас Йонас стал искать более точные методы.

На основе существовавших данных, которые им использовались в сочетании с текущими измерениями, инженер разработал математическую модель оценки степени плотности снега. «Питается» эта модель данными, регулярно предоставляемыми сотрудниками двух сотен станций наблюдения за снежной обстановкой. Свою роль играют и 135 автоматических датчиков, которые фиксируют ситуацию каждые 30 минут, обновляя имеющиеся базы данных.

Поддержать метеорологов

Этот новый метод, в центре которого стоит идея сочетания реальных измерений с математическими моделями, позволяет институту ежедневно создавать карты, показывающие, сколько воды появится в результате таяния снега в том или ином регионе. Эти гидрологические бюллетени отправляются затем метеорологам, которые специально занимаются проблемами наводнений.

И эта работа уже дает ощутимые результаты. Благодаря ей зимой 2011-го года удалось избежать серьезного наводнения в Цюрихе. Основываясь на прогнозах по ожидаемой талой воде, ситуацию удалось урегулировать так, что уровень воды поднялся менее сильно, чем это было в предыдущие годы.

Водные ресурсы Швейцарии находятся в постоянном движении. Институт «WSL» должен учитывать все эти изменения. Особо следует упомянуть его участие в исследовании Федерального ведомства по охране окружающей среды под названием «О воздействии изменения климата на водный баланс Швейцарии в период до 2100 года». Результаты исследований были опубликованы в 2012 году.

Это исследование, названное «CCHydro», показало, что подъем границы снега в горах вследствие повышенной температуры приводит к тому, что водные ресурсы в Альпах серьезно сокращаются. Эксперты предсказывают, что в будущем летом будет более сухо, зимой – более влажно, а наводнения и засухи будут происходить куда чаще, чем раньше.

Побороть засуху

Научные выводы, содержащиеся в этом исследовании, институт «WSL» использует и для более точного прогнозирования засух. Кроме того, он участвует в научно-исследовательском проекте «Drought.ch», который является частью национальной исследовательской Программы по разработке методов устойчивого управления водными ресурсами.

Цель проекта «Drought.ch» – совершенствование математических моделей и методов научного наблюдения и прогнозирования засух в Швейцарии, включая разработку системы раннего предупреждения, которая должна будет поддерживать усилия властей и общества, предпринимаемые ими для более эффективного управлении водным хозяйством.

Благодаря использованию математических моделей в сочетании с ежедневно обновляемыми данными, проект уже сделал большой шаг вперед. Прогноз засухи, который раньше можно было сделать только за пару дней до её появления, сегодня можно сделать за 10-30 дней.

Исследователи собирают текущие данные измерений снежного покрова, осадков и содержания воды в почве ниже границ снеговой линии. Компьютерные модели – на основе этих цифр  – прогнозируют условия на ближайшие дни.

«Такой современный научный продукт, как этот, позволяет тем, кто управляет водными ресурсами, визуализировать информацию и анализировать ее, делая выводы. Раньше это было невозможно», – говорит Массимилиано Дзаппа (Massimiliano Zappa), руководитель группы Исследовательского центра горной гидрологии при «WSL». ,

И если, например, прогноз обещает близкую засуху, власти теперь могут сознательно и оперативно ограничивать забор воды из ручьёв, рек и озер, получая воду для нужд сельскохозяйственных районов из других источников.

Перевод с немецкого – Надежда Капоне.