Les inondations constituent un danger naturel bien connu le long du littoral américain. Presque 40% de la population américaine réside dans ses comtés côtiers.

Une compréhension claire des divers types d'inondations et des changements dans la fréquence de leur occurrence est essentielle pour obtenir des estimations fiables de la vulnérabilité et des impacts potentiels à court et à long terme. Étant donné que les ressources naturelles et l'activité économique sont largement tributaires des zones côtières, la préparation et la sécurité face aux inondations sont des éléments clés de la résilience à long terme.

Dans un étude publié dans la revue Nature Climate Change, nous avons rassemblé de longs enregistrements historiques de précipitations, de relevés de marégraphes et de trajectoires d’ouragans afin d’évaluer l’apparition simultanée de fortes précipitations sur le sol et les ondes de tempête. La combinaison de ces deux - forte pluie et ondes de tempête entraînée principalement par le vent des tempêtes - peut entraîner des inondations «composées».

Nous avons constaté que le long des côtes étendues autour des États-Unis, il existe un lien systématique entre les deux facteurs importants d'inondation côtière, ce qui augmente la probabilité que les deux se produisent en tandem. Notre analyse a montré qu'au cours du siècle dernier, le nombre d'inondations composées dans de nombreuses villes côtières américaines a augmenté.

Une meilleure connaissance de la fréquence et de la probabilité d'inondations composées peut aider les planificateurs à mieux évaluer les risques d'inondation des infrastructures critiques.

Infrastructure vulnérable

Les interdépendances entre les ondes de tempête et les précipitations ont longtemps été négligées dans les analyses de risque d'inondation, où généralement l'un des deux facteurs d'inondation a été étudié de manière isolée. En conséquence, les planificateurs ont peut-être sous-estimé le risque d'inondation réel.

En effet, le Government Accountability Office des États-Unis, dans un rapport de juillet 22 2015 intitulé «Efforts déployés pour évaluer l'impact d'événements météorologiques extrêmes, ”A examiné les efforts déployés par le US Army Corps of Engineers pour intégrer l'évolution des risques liés aux conditions météorologiques extrêmes dans la planification et l'exploitation de projets d'infrastructure de ressources en eau. Le rapport conclut: «À mesure que la fréquence et l’intensité de certains phénomènes météorologiques extrêmes augmentent, sans procéder à des évaluations nationales systématiques des risques liés à d’autres types d’infrastructures, telles que les barrières anti-ouragan et les murs anti-inondations, le Corps continuera à adopter une approche fragmentée de l’évaluation des risques. sur une telle infrastructure. "

La relation entre les ondes de tempête et les fortes précipitations est plus forte le long du golfe et des côtes atlantiques - où les cyclones tropicaux et les ouragans produisent souvent de fortes ondes de tempête ainsi que des quantités de précipitations importantes - par rapport à la côte pacifique.

Face aux inondations dues aux ondes de tempête, les fortes précipitations sur le sol accentuent sa gravité et ses impacts. Dans d'autres cas, l'onde de tempête élève simplement le niveau de l'eau de mer suffisamment pour que le drainage en eau douce alimenté par gravité soit soit bloqué, soit ralenti ou rétabli. Dans ce cas, le potentiel d'inondation à l'intérieur des terres augmente considérablement et les communautés côtières sont confrontées à la possibilité de dysfonctionnements des infrastructures d'eaux pluviales et d'égouts.

Le mélange des effets des ondes de tempête et du ruissellement dû aux fortes précipitations a un effet multiplicateur sur les infrastructures côtières. Les impacts peuvent aller des ponts effondrés aux problèmes d'assainissement et de santé publique en raison du débordement des systèmes de traitement des eaux usées. Et toute augmentation du niveau de la mer aggraverait les effets des ondes de tempête.

Pendant ce temps, une grande partie de l'infrastructure qui traite des inondations pourrait être grandement améliorée. Le 2013 Rapport d'infrastructure délivré par l'American Society of Civil Engineers attribué les grades suivants: levées (D-), ports (C), eaux usées (D), routes (D).

Meilleure préparation

En gardant à l’esprit cette perspective décourageante, nous avons cherché à quantifier la fréquence d’occurrences d’inondations composées, comme il ressort des archives historiques. Nous cherchions à connaître les schémas spatiaux du risque d'inondation composée, ainsi que sa variabilité temporelle au cours du siècle dernier.

Pour bon nombre de grandes villes, notamment Boston, New York, Tampa, Houston, San Diego, Los Angeles et San Francisco, nous avons constaté une évolution vers des conditions météorologiques d'ondes de tempête qui favorisent également les fortes précipitations. Cela rend plus probable maintenant, comparé à plus tôt au 20e siècle, que des extrêmes concurrents se produisent.

Pour New York, par exemple, nous avons identifié les conditions météorologiques qui ont généralement causé des événements composés dans le passé et montré que celles-ci se sont produites plus souvent au cours des dernières décennies. En conséquence, certains scénarios d'ondes de tempête et de précipitations combinées étaient deux fois plus probables qu'auparavant au milieu du 20e siècle. Nous n'avons pas cherché à attribuer ces tendances à des phénomènes climatiques spécifiques, mais ce serait une prochaine étape importante.

Les recherches futures devraient également porter sur les implications de ces changements pour le risque d'inondation mentionnés dans notre étude, y compris les estimations localisées du risque d'inondation et l'efficacité des contre-mesures visant à atténuer les impacts de ces événements. Dans le même temps, il sera important d'identifier les liens entre les changements observés dans la dépendance entre les ondes de tempête et les fortes précipitations et les phénomènes climatiques à grande échelle.

Ceci, en combinaison avec des simulations effectuées avec des modèles climatiques et hydrauliques / hydrologiques à haute résolution, nous permettra d’envisager l’avenir et de définir des scénarios d’évolution du risque d’inondation composé. Une meilleure compréhension de ces risques accrus peut ensuite être intégrée aux efforts de planification de l'adaptation côtière et de résilience.

À propos des auteurs

Thomas Wahl est chercheur postdoctoral en sciences marines à l'Université de Floride du Sud.
Shaleen Jain est professeure agrégée de génie civil et environnemental à l'Université du Maine.

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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