Systemy monitorowania, modelowania i prognozowania

Radzenie sobie ze zmiennością klimatu i jej przejawami w codziennej pogodzie wymaga dostępności terminowych i wiarygodnych informacji o klimacie, a także aktualnych informacji na temat występowania i dotkliwości zdarzeń ekstremalnych, możliwych skutków i czasu ich trwania. Na przykład monitorowanie i sprawozdawczość związana z suszą stanowią podstawę informacji i dostarczają barometru zmian warunków klimatycznych, który może wskazywać na początek suszy. Strategiczne monitorowanie suszy można osiągnąć za pomocą wskaźników suszy. Najczęściej spotykanymi parametrami susz strumieniowych są: najniższy strumień suszy, skumulowany niedobór wody i czas trwania suszy. Dwa ostatnie z nich zależą od pewnego wyładowania tak zwanego poziomu skrócenia (przepływ progowy). Przy określaniu poziomu obcięcia przyjmuje się szereg kryteriów. Opierają się one albo na obiektach hydrologicznych, które traktują poziom skrócenia jako funkcję wybranych charakterystyk przepływu, albo na obiektach gospodarczych, tj. uwzględniających potrzeby użytkowników wody. Monitorowane są również parametry jakości wody, ponieważ skład wpływa na środowisko wodne i dostępność wody do różnych zastosowań. Rząd centralny, samorządy lokalne i władze wodne są najważniejsze dla monitorowania i zarządzania systemami wodnymi.

Systemy komunikacji pomagają decydentom na wszystkich szczeblach w podejmowaniu krytycznych decyzji w zakresie zarządzania działalnością człowieka związaną z klimatem, w szczególności w zakresie zarządzania zasobami wodnymi. Komunikacja, wymiana informacji i plan awaryjny mogą zatem zmniejszyć skutki ekstremalnych zjawisk klimatycznych. Przykładem jest Europejskie Obserwatorium Suszy (EDO) opracowane przez JRC. Monitoruje, ocenia i prognozuje zjawiska suszy w całej Europie. Edo ma na celu przedstawienie aktualnych istotnych informacji dotyczących suszy, takich jak miesięczny zaktualizowany standardowy wskaźnik opadu (SPI), codzienne aktualizowane modelowane anomalie wilgotności gleby i obserwacje teledetekcyjne dotyczące stanu pokrywy roślinnej (tj. anomalia frakcji absorbowanego fotosyntetycznie aktywnego promieniowania (fAPAR), Normalized Difference Water Index (NDWI)) i tygodniowa prognoza anomalii wilgotności gleby. Z drugiej strony, aby poprawić zdolność przewidywania i zarządzania ryzykiem powodziowym, istnieje kilka opcji technicznych:

• w tym instalację sieci telemetrycznej oraz RADARS pogodowych i hydrologicznych;
• opracowanie cyfrowych modeli zabudowy (DEM) w celu identyfikacji obszarów podatnych na powodzie i analizy rozprzestrzeniania się powodzi;
• ustanowienie systemu monitorowania, który dostarcza informacji w czasie rzeczywistym na temat poziomu wody i łączy go z danymi dotyczącymi aktualnych prognoz opadów i pogody.

Wszystko to pozwala na szybszą i dokładniejszą prognozę zdarzeń powodziowych i umożliwia wcześniejsze ostrzeżenie dla poszkodowanych. Rozwój takich systemów ponad granicami administracyjnymi ma kluczowe znaczenie i wymaga utworzenia jednolitego systemu zgłaszania powodzi w celu zapewnienia skuteczności. Znaczące inwestycje w instalację i modernizację operacyjnych systemów prognozowania powodzi znajdują się już w agendzie krajowych usług hydrometeorologicznych. Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) przyznaje, że w wielu częściach świata prognozowanie pozostaje jedynym skutecznym środkiem, który można realistycznie wdrożyć w celu ochrony życia i mienia w obliczu ekstremalnych zdarzeń meteorologicznych.

Zwiększona zdolność do prognozowania szczytowych zrzutów pozostaje jednym z najważniejszych środków niestrukturalnych w zakresie ochrony przeciwpowodziowej. Pożądane są wydłużone czasy realizacji prognozowania, ponieważ ułatwiają one łagodzenie skutków i reagowanie w przypadku ekstremalnych zrzutów. Włączenie liczbowych prognoz pogody (NWP) do systemu ostrzegania przed powodzią może wydłużyć czas realizacji prognoz z kilku godzin do kilku dni. Przykładem prowadzonych obecnie badań i wdrażania ulepszonych prognoz powodziowych jest opracowanie europejskiego systemu ostrzegania przed powodziami (EFAS). Opracowano go w celu zwiększenia gotowości na powodzie w ponadnarodowych dorzeczach europejskich. Dostarcza lokalnym władzom wodnym średniego zasięgu i probabilistycznych prognoz powodziowych z 3 do 10 dni wcześniej.

3–10 dni ostrzegania przed powodzią osiąga się poprzez włączenie prognoz pogodowych średniego zasięgu z Niemieckiej Służby Pogodowej (DWD) i Europejskiego Centrum Prognoz Średniozakresowych (ECMWF), składających się z 51 prognoz probabilistycznych z systemu prognozowania zespołów (EPS) dostarczonego przez ECMWF. Inne badanie dotyczy gwałtownych powodzi w Europie śródziemnomorskiej. Powódź Flash jest jednym z najbardziej niszczycielskich zagrożeń pod względem utraty życia ludzkiego i infrastruktury. W ciągu ostatnich dwóch dekad gwałtowne powodzie spowodowały straty w wysokości miliarda euro szkód we Francji. Jednym z problemów powodzi jest to, że czasy ostrzegania są bardzo krótkie. Inną podstawową działalnością monitorującą jest fale upałów, które były odpowiedzialne za dramatyczne skutki śmiertelności i zachorowalności na ludność europejską, na przykład latem 2003 r.

Kategorie IPCC

Społeczne: Informacyjne, Strukturalne i fizyczne: opcje technologiczne

Udział zainteresowanych stron

Ta kategoria wariantów adaptacyjnych obejmuje sektor publiczny na różnych szczeblach. Zainteresowane strony mogą być zaangażowane na wszystkich etapach procesu monitorowania, przetwarzania i podejmowania decyzji. Rola zainteresowanych stron ma kluczowe znaczenie dla każdego procesu prowadzącego do podjęcia decyzji mających wpływ na systemy społeczne i gospodarcze.

Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające

Obecne NWP nie reprezentują przestrzennej zmienności opadów na stosunkowo małej zlewni. Może to wskazywać na potrzebę poprawy rozdzielczości NWP i/lub technik dezagregacji, aby zawęzić przepaść przestrzenną między meteorologią a hydrologią. Ponadto istnieje potrzeba zarówno bardziej teoretycznego rozwoju systemów prognozowania powodzi, jak i przekonywania całej strategii obejmującej kaskadowanie niepewności w ramach operacyjnych. Obecnie prognozy hydrologiczne i hydrauliczne oparte na NWP EPS nie prowadzą do prawidłowego rozkładu prawdopodobieństwa jakiejkolwiek zmiennej prognozowanej. Potencjalne błędy muszą być minimalizowane podczas projektowania i rozpoznawane podczas interpretacji danych. Przy podejmowaniu decyzji należy odpowiednio uwzględnić wszystkie źródła niepewności, a w niektórych przypadkach niepewność prognoz mogłaby być po prostu wysoka w celu wykorzystania dostępnych modeli. Koordynacja między instytucjami, które gromadzą dane, jest konieczna i nie jest łatwa do osiągnięcia i jest często jednym z kluczowych czynników ograniczających. Oceny skuteczności monitorowania, a w szczególności SWS, są rzadko dostępne i są pilnie wymagane do informowania o dobrych praktykach.

Koszty i korzyści

Znaczne bezpośrednie korzyści wynikają zazwyczaj z połączonych systemów monitorowania, modelowania i prognozowania z systemem EWS. Pośrednie korzyści związane są z wdrożeniem tego wariantu, na przykład przyczynia się on do zmniejszenia strat w rolnictwie spowodowanych suszami. Jeżeli nadmierne ilości niektórych parametrów (np. azotu) są obecne lub stosowane w nawadnianej wodzie, produkcja kilku powszechnie uprawianych upraw może być zaburzona ze względu na nadmierną stymulację wzrostu, opóźnioną dojrzałość lub niską jakość.

Aspekty Prawne

Polityki UE, w ramach których środek ten mógłby być promowany poprzez dyrektywę powodziową i ramową dyrektywę wodną. Dyrektywa powodziowa zobowiązuje państwa członkowskie do oceny, czy wszystkie cieki wodne i linie brzegowe są zagrożone powodzią, do mapowania zasięgu powodzi i zasobów i zagrożonych ludzi na tych obszarach oraz do podjęcia odpowiednich i skoordynowanych środków w celu zmniejszenia tego ryzyka powodziowego. Dane mogą pochodzić również z GMES. Istnieje już europejski system ostrzegania przed powodziami (EFAS), który jest systemem wczesnego ostrzegania przed powodzią, który jest bezpłatny dla systemów krajowych i regionalnych. Dostarcza on krajowym instytutom i KE informacji na temat możliwego zalania rzek w ciągu najbliższych trzech lub więcej dni.

Czas wdrożenia

1-5 lat.

Okres użytkowania

Zmienna.

Strony internetowe:

Bibliografia: