Les inondations extrêmes à travers les États-Unis continentaux sont associées à quatre grands schémas atmosphériques, une analyse basée sur l'apprentissage automatique des crues extrêmes trouvées.

Les chercheurs ont analysé des inondations relativement rares aux États-Unis, en utilisant un algorithme d'apprentissage automatique pour placer les inondations en groupes en fonction des modèles atmosphériques qui se produisent en même temps. Ils ont constaté que l'humidité tropicale exporte, cyclones tropicaux, les dépressions et la fonte des neiges sont les principaux schémas associés aux crues extrêmes.

Les résultats sont publiés dans Rapports scientifiques . Dr Hamid Moradkhani, le professeur titulaire Alton N. Scott d'ingénierie et directeur du Center for Complex Hydrosystems Research à l'Université de l'Alabama, est co-auteur de l'article.

"C'est la première fois que les modèles atmosphériques sont liés à des crues extrêmes de manière automatisée à l'échelle continentale, " a déclaré Moradkhani.

L'auteur principal de l'article est le Dr Katherine E. Schlef, chercheur postdoctoral au Consortium of Universities for the Advancement of Hydrologic Science à Cambridge, Massachusetts, qui a travaillé en étroite collaboration avec Moradkhani et le Dr Upmanu Lall, de l'Université de Columbia.

« Nous sommes très enthousiasmés par les informations sur les inondations et la circulation atmosphérique que nous avons tirées de cette recherche, et nous sommes impatients d'explorer plus avant comment ces informations peuvent être utiles aux communautés d'évaluation et de gestion des risques d'inondation, " a déclaré Schlef.

Les chercheurs ont développé un site Web interactif contenant des informations détaillées sur les inondations extrêmes à travers le continent américain.

"Le site est ouvert à tous, et nous espérons qu'il sera largement utilisé par une variété d'agences et d'individus, " a déclaré Moradkhani.

Les résultats de cette analyse fournissent des informations précieuses pour une meilleure préparation et gestion des risques d'inondation. Par exemple, les quatre principales catégories de modèles atmosphériques pourraient guider l'amélioration des modèles de prévision météorologique pour améliorer la prévision des crues, gestion des ressources en eau et préparation aux situations d'urgence.

« Savoir où les crues extrêmes ont tendance à se produire en même temps sur une grande région met en évidence où il serait avantageux de concevoir des structures de contrôle des crues qui tiennent compte à la fois de la saison des crues régulière et d'une saison des crues extrêmes qui se produit à une autre période de l'année, " a déclaré Moradkhani.

Les chercheurs ont utilisé des cartes auto-organisées, un type de réseau de neurones artificiels qui effectue un clustering non supervisé, identifier les modèles de circulation atmosphérique dominants associés aux inondations extrêmes aux États-Unis.

Le processus a trouvé 12 modèles de circulation regroupés en quatre grandes catégories. Largement, les résultats ont montré que de grands événements se produisent généralement dans l'ouest et le centre des États-Unis en raison des exportations d'humidité tropicale et dans l'est des États-Unis en raison des cyclones tropicaux.

Avec les données, météorologues et gestionnaires de retenues d'eau, avec le personnel de gestion des urgences, mieux se préparer à des crues extrêmes susceptibles de se produire en même temps que les régimes atmosphériques dominants.