Les automobilistes traversant une rue inondée dans un quartier de Norfolk appelé Colonial Place, qui inonde à chaque marée haute. Crédit :Programme de la baie de Chesapeake/Will Parson
Une nouvelle étude dirigée par la NASA montre qu'atterrir dans les Hampton Roads, Virginie, la zone métropolitaine s'enfonce à des rythmes très inégaux, avec quelques points chauds diminuant 7 à 10 fois plus vite que la moyenne de la région. Alors que des estimations antérieures avaient suggéré que la zone s'affaisse uniformément, la nouvelle étude a révélé que des différences majeures dans les taux d'affaissement ne se produisent qu'à quelques kilomètres de distance.
Hampton Roads a l'un des taux les plus élevés d'élévation relative du niveau de la mer - les effets combinés du naufrage des terres et de la montée des mers - le long de la côte est des États-Unis, environ un pouce (23 millimètres) tous les cinq ans. Il a connu une augmentation constante et spectaculaire des inondations à marée haute au cours des 90 dernières années. Précis, des cartes locales d'affaissement sont nécessaires pour que la zone se prépare à l'augmentation des risques d'inondation à l'avenir. La région comprend sept villes de Virginie, dont Norfolk et Virginia Beach, ainsi que la base navale de Norfolk, la plus grande base navale du pays.
La nouvelle étude, publié dans la revue Rapports scientifiques , ont constaté qu'un affaissement bien supérieur à la moyenne se produit sur l'île Craney, un dépôt pour les matériaux dragués des canaux de navigation, et au chantier naval de Norfolk, où l'affaissement était très probablement lié à la construction locale au cours de la période d'étude. Dans d'autres régions présentant des taux d'affaissement tout aussi élevés, les causes du naufrage ne sont pas connues.
Des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, et l'Université Old Dominion (ODU) de Norfolk ont découvert les variations d'affaissement en analysant les images radar à synthèse d'ouverture (SAR) acquises entre 2007 et 2011 par le satellite ALOS-1 de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale. Traiter les données avec des techniques de traitement d'images de pointe, les chercheurs ont pu documenter comment la surface terrestre avait changé depuis la première image ALOS-1 jusqu'en 2011. Pour lier cet ensemble de données relatif à l'existant, des cartes à basse résolution des affaissements antérieurs, ainsi que de mettre les résultats dans un cadre déjà familier aux décideurs, les chercheurs ont développé une nouvelle stratégie pour intégrer les mesures SAR traitées avec les observations du système de positionnement global (GPS).
Le résultat a été les premières estimations à haute résolution du mouvement vertical des terres dans Hampton Roads. Les nouvelles estimations ont une résolution spatiale d'environ 100 pieds (30 mètres), alors que les estimations antérieures étaient basées sur les données de stations GPS distantes de 10 à 15 milles (environ 20 kilomètres).
Partie de la nouvelle carte montrant les taux d'affaissement en millimètres par an. Les emplacements A à G sont des zones d'affaissement inhabituellement élevé. CHR1, LOY1, LOY2 et LSO3 sont des stations GPS. Crédit :NASA/JPL-Caltech
La production des nouvelles cartes était un projet pilote entre le JPL et l'ODU pour évaluer la faisabilité de l'utilisation de données SAR spatiales pour cartographier l'affaissement de Hampton Roads, selon l'auteur principal David Bekaert du JPL. Il a noté que les techniques développées pour faire ces cartes intégrant les mesures SAR et GPS pourraient être utilisées pour cartographier l'affaissement à d'autres endroits.
L'ensemble de données ALOS-1 utilisé dans cette étude est relativement petit, le satellite n'acquérant une image de la zone qu'une fois tous les 46 jours au mieux. Bekaert et ses coauteurs sont impatients d'utiliser les données de la future mission NASA-Indian Space Research Organizaton Synthetic Aperture Radar (NISAR), lancement prévu en 2021, et de la constellation Sentinel-1 de l'Agence spatiale européenne, qui acquiert actuellement une nouvelle image de la région de Hampton Roads tous les 12 jours. NISAR acquerra également une image tous les 12 jours, mais en raison de sa longueur d'onde de fonctionnement plus longue et de sa résolution plus élevée, il est bien placé pour étendre la cartographie des affaissements dans les zones rurales et les zones humides plus difficiles.
"Continuer, les données SAR régulièrement acquises nous permettront de réduire l'incertitude dans nos estimations de taux d'affaissement, ce qui est important pour la prise de décision, " a déclaré Bekaert.
Le coauteur Ben Hamlington (ODU) a noté, "Les informations concernant l'affaissement devraient être intégrées dans les décisions d'utilisation des terres et prises en considération pour la planification future." Il a présenté les conclusions préliminaires de cette étude à plusieurs comités de planification et de gestion des urgences à Hampton Roads.
Hamlington a dit, "Nous avions besoin d'images haute résolution d'affaissement, mais nous n'avions pas l'expertise et la technologie pour faire l'analyse nous-mêmes ici à l'ODU. La collaboration avec JPL nous a aidés à renforcer nos capacités pour l'avenir, et obtenez également des résultats immédiats."
Le papier en Rapports scientifiques est intitulé "Spaceborne Synthetic Aperture Radar Survey of Subsidence in Hampton Roads, Virginie (États-Unis)."
