L'ouragan Harvey a touché terre le 25 août 2017, puis a calé sur le Texas pendant trois jours comme une tempête tropicale. La tempête de catégorie quatre a fait 80 morts, des multitudes de personnes déplacées, et endommagé plus de 80, 000 foyers.

Chercheur de l'ASU Manoochehr Shirzaei de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace et ancien étudiant diplômé et auteur principal Megan Miller (maintenant chercheur postdoctoral au Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology) a utilisé des données satellitaires pour cartographier la région de Houston-Galveston touchée par l'ouragan Harvey afin de comprendre pourquoi les inondations étaient si graves et généralisées. Les résultats de leur étude ont été récemment publiés dans la revue Télédétection de l'environnement .

Cartographier l'Est du Texas avec des satellites et un radar

Pour leur étude, Miller et Shirzaei ont cartographié la région de Houston-Galveston dans l'est du Texas touchée par l'ouragan Harvey à l'aide de données radar satellitaires collectées par les satellites Sentinel-1 A/B de l'Agence spatiale européenne et le satellite d'observation terrestre avancé de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale. A partir de ces données, Miller et Shirzaei ont ensuite compilé un instantané de l'étendue des eaux stagnantes dans la région après l'ouragan.

Ils ont également mesuré l'affaissement du sol (combien la surface du sol se déplace vers le bas) pour la zone avant la tempête à l'aide d'un radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR) spatial. une technique radar utilisée pour générer des cartes de déformation de surface en utilisant les différences de phase des ondes revenant au satellite. La technique peut mesurer les changements à l'échelle millimétrique de la déformation sur des périodes allant de quelques jours à plusieurs années.

« Les satellites radar en orbite terrestre nous offrent la possibilité de cartographier les zones lorsque d'autres techniques échouent en raison de la couverture nuageuse et du manque d'accès au sol à la zone de la catastrophe, " dit Miller.

En analysant les données satellitaires, Miller et Shirzaei ont été surpris de voir que de vastes zones inondées se trouvaient en dehors des zones inondables de 500 ans désignées par l'Agence fédérale de gestion des urgences (FEMA). « Cela met en évidence la nécessité de réviser à la fois les cartes des zones à risque d'inondation et les plans de résilience aux inondations dans les régions côtières, " prévient Shirzaei.

A travers cette analyse, ils ont trouvé un affaissement de terrain dans la région de Houston-Galveston de plus de 0,19 pouce (5 millimètres) par an dans 85 pour cent de la zone inondée. Les causes probables d'affaissement comprennent le compactage des sédiments, l'extraction des eaux souterraines et la production d'hydrocarbures.

Ils ont conclu que l'affaissement de la zone affectait la gravité des inondations en modifiant les élévations de base des crues et les gradients topographiques. « L'affaissement continu des terres dans la région de Houston a peut-être abaissé les structures de contrôle des inondations et modifié les limites de la plaine inondable et le drainage de base des inondations, qui a encore intensifié les inondations, " dit Shirzaei.

Stratégies de résilience aux inondations

« À l'ère du changement climatique, les conditions météorologiques extrêmes sont de plus en plus fréquentes et intenses, " ajoute Shirzaei. " La combinaison des précipitations extrêmes et des conditions du sol provoque des inondations sans précédent non seulement dans les zones côtières comme Houston-Galveston, mais aussi dans les États du Midwest où les agriculteurs ont subi des dommages au bétail et à l'agriculture, s'étendant de l'Illinois à la Louisiane."

Alors que les cartes de classification des risques utilisées par la FEMA fournissent des données sur les risques d'inondation, cette étude montre que l'élévation et la pente des terres changent rapidement et que ces cartes peuvent devoir être mises à jour plus fréquemment pour tenir compte de ces changements.

Aussi, l'affaissement des terres abaisse les terres côtières et les rend plus vulnérables aux inondations dues à l'élévation du niveau de la mer et aux ondes de tempête.

« Les enseignements tirés des inondations suite à l'ouragan Harvey mettent en évidence les principales lacunes des plans actuels de résilience aux inondations, ", dit Shirzaei. "Nous encourageons les parties prenantes et les régulateurs à utiliser ces résultats pour mettre à jour les cartes des risques et améliorer les plans de résistance aux inondations en conséquence afin de décider quelles mesures de précaution sont nécessaires pour leurs communautés."

Sur l'horizon, Shirzaei et son équipe de recherche utilisent les mêmes techniques de données satellitaires utilisées dans cette étude pour se concentrer sur les inondations du printemps 2019 qui ont dévasté les États du Midwest. Ils se pencheront spécifiquement sur l'impact des inondations sur la santé des cultures agricoles et la population locale. Ils espèrent être en mesure de fournir des recommandations sur la mise à jour des cartes et des plans de résilience pour aider ces zones à l'avenir.