Systemy monitorowania, modelowania i prognozowania

Radzenie sobie ze zmiennością klimatu i jej przejawami w codziennej pogodzie wymaga dostępności aktualnych i wiarygodnych informacji o klimacie, a także aktualnych informacji na temat występowania i dotkliwości zdarzeń ekstremalnych, możliwych skutków i czasu ich trwania. Na przykład działania w zakresie monitorowania i sprawozdawczości związane z suszą stanowią punkt odniesienia dla informacji i stanowią barometr zmian warunków klimatycznych, które mogą wskazywać na wystąpienie suszy. Strategiczne monitorowanie suszy można osiągnąć za pomocą wskaźników suszy. Najczęściej spotykanymi parametrami susz strumieniowych są: najniższy strumień suszy, skumulowana objętość niedoboru wody i czas trwania suszy. Dwa ostatnie z nich zależą od pewnego wyładowania, tak zwanego poziomu obcinania (przepływu progowego). Przyjmuje się szereg kryteriów określania poziomu obcięć. Opierają się one albo na założeniach hydrologicznych traktujących poziom obcięć jako funkcję wybranych charakterystyk przepływu, albo na założeniach gospodarczych, tj. uwzględniających potrzeby użytkowników wody. Monitorowane są również parametry jakości wody, ponieważ skład wpływa na środowisko wodne i dostępność wody do różnych zastosowań. Władze centralne, samorządy lokalne i władze wodne są najważniejsze dla monitorowania i zarządzania systemami wodnymi.

Systemy komunikacji pomagają decydentom na wszystkich szczeblach w podejmowaniu krytycznych decyzji dotyczących zarządzania działalnością człowieka związaną z klimatem, w szczególności w zakresie zarządzania zasobami wodnymi. Komunikacja, wymiana informacji i plan awaryjny mogą zatem ograniczyć skutki ekstremalnych zdarzeń klimatycznych. Przykładem jest Europejskie Obserwatorium ds. Susz (EDO) opracowane przez JRC. Monitoruje, ocenia i prognozuje susze w całej Europie. EDO ma na celu przedstawienie aktualnych informacji dotyczących suszy, takich jak miesięczny zaktualizowany standaryzowany wskaźnik opadów (SPI), codziennie aktualizowane modelowane anomalie wilgotności gleby i obserwacje z teledetekcji dotyczące stanu pokrywy roślinnej (tj. anomalia frakcji pochłanianego promieniowania fotosyntetycznie czynnego (fAPAR), znormalizowany wskaźnik różnicy wód (NDWI)) oraz jednotygodniowa prognoza anomalii wilgotności gleby. Z drugiej strony, aby poprawić zdolność przewidywania ryzyka powodziowego i zarządzania nim, istnieje kilka opcji technicznych:

• w tym instalacja sieci telemetrycznej oraz RADARS meteorologicznych i hydrologicznych;
• opracowanie cyfrowych modeli wysokościowych 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 je z danymi na temat bieżących opadów i prognoz pogody.

Wszystko to pozwala na szybszą i bardziej precyzyjną prognozę zdarzeń powodziowych i umożliwia wcześniejsze ostrzeżenie osób dotkniętych powodzią. 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 programie krajowych służb 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 przewidywania szczytowych zrzutów pozostaje jednym z najistotniejszych niestrukturalnych środków ochrony przeciwpowodziowej. Pożądane jest wydłużenie czasu realizacji prognoz, ponieważ ułatwiają one podejmowanie działań łagodzących i reagowanie w przypadku ekstremalnych zrzutów. Włączenie numerycznych prognoz pogody (NWP) do systemu ostrzegania przed powodzią może wydłużyć czas realizacji prognozy z kilku godzin do kilku dni. Przykładem trwających badań i wdrażania ulepszonych prognoz powodziowych jest opracowanie europejskiego systemu ostrzegania o powodziach (EFAS). Został on opracowany w celu zwiększenia gotowości na powodzie w ponadnarodowych europejskich dorzeczach. Dostarcza lokalnym władzom wodnym informacji o średnim zasięgu i probabilistycznych prognozach powodziowych z 3 do 10 dniowym wyprzedzeniem.

Czas realizacji ostrzeżenia powodziowego wynoszący 3–10 dni osiąga się dzięki włączeniu prognoz pogody średniego zasięgu z niemieckiej służby meteorologicznej (DWD) i Europejskiego Centrum Prognoz Średnioterminowych (ECMWF), obejmujących pełny zestaw 51 prognoz probabilistycznych z systemu prognozowania zespołów (EPS) dostarczonego przez ECMWF. Inne badanie bada gwałtowne powodzie w Europie śródziemnomorskiej. Powódź błyskawiczna jest jednym z najbardziej niszczycielskich zagrożeń pod względem utraty życia ludzkiego i infrastruktury. W ciągu ostatnich dwóch dekad gwałtowne powodzie przyniosły straty w wysokości miliarda euro w samej Francji. Jednym z problemów powodzi gwałtownych jest to, że czasy ostrzegania są bardzo krótkie. Inna podstawowa działalność monitorująca związana jest z falami upałów, które były odpowiedzialne za dramatyczny wpływ śmiertelności i zachorowalności na populacje europejskie, na przykład latem 2003 r.

Ta kategoria opcji 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 mającej konsekwencje dla systemów społecznych i gospodarczych.

Obecne NWP nie odzwierciedlają przestrzennej zmienności opadów w stosunkowo niewielkim zlewni. Może to wskazywać na potrzebę poprawy rozdzielczości NWP lub technik dezagregacji w celu zawężenia luki przestrzennej między meteorologią a hydrologią. Ponadto istnieje potrzeba zarówno bardziej teoretycznego rozwoju systemów prognozowania powodzi, jak i przekonującej całościowej strategii przeciwdziałania kaskadowemu powstawaniu niepewności w ramach operacyjnych. Obecnie prognozy hydrologiczne i hydrauliczne oparte na NWP EPS nie prowadzą do prawidłowego rozkładu prawdopodobieństwa żadnej zmiennej prognostycznej. 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 może być po prostu zbyt wysoka, aby wykorzystać dostępne modele. Koordynacja między instytucjami gromadzącymi dane jest konieczna i nie jest łatwa do osiągnięcia, a często jest jednym z kluczowych czynników ograniczających. Oceny skuteczności monitorowania, a w szczególności SWO, są rzadko dostępne i są pilnie potrzebne do informowania o dobrych praktykach.

Znaczące bezpośrednie korzyści wynikają zazwyczaj z połączenia systemów monitorowania, modelowania i prognozowania z systemem wczesnego ostrzegania. Wdrażanie tego wariantu wiąże się z pośrednimi korzyściami, na przykład przyczynia się do zmniejszenia strat w rolnictwie spowodowanych suszami. Jeśli nadmierne ilości niektórych parametrów (np. azotu) są obecne lub stosowane w nawadnianej wodzie, produkcja kilku powszechnie uprawianych upraw może zostać zakłócona z powodu nadmiernej stymulacji wzrostu, opóźnionej dojrzałości lub złej jakości.

Strategie polityczne UE, w ramach których środek mógłby być promowany za pośrednictwem dyrektywy powodziowej i ramowej dyrektywy wodnej. Dyrektywa powodziowa zobowiązuje państwa członkowskie do oceny, czy wszystkie cieki wodne i linie brzegowe są zagrożone powodzią, do mapowania zasięgu powodzi oraz aktywów i ludzi zagrożonych na tych obszarach, a także do podjęcia odpowiednich i skoordynowanych środków w celu zmniejszenia tego ryzyka powodziowego. Dane mogą również pochodzić z GMES. Istnieje już europejski system ostrzegania o powodziach (EFAS), który jest systemem wczesnego ostrzegania o powodziach uzupełniającym systemy krajowe i regionalne. Dostarcza on krajowym instytutom i KE informacji na temat możliwości wystąpienia powodzi rzecznych w ciągu najbliższych 3 lub więcej dni.

1-5 lat.

Zmienna.