Orkanen Harvey landade den 25 augusti, 2017, stannade sedan över Texas i tre dagar som en tropisk storm. Kategori-fyra stormen krävde 80 liv, fördrivna mängder av människor, och skadade mer än 80, 000 hem.

ASU-forskaren Manoochehr Shirzaei från School of Earth and Space Exploration och tidigare doktorand och huvudförfattare Megan Miller (nu postdoktor vid Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology) använde satellitdata för att kartlägga Houston-Galveston-området som drabbats av orkanen Harvey för att förstå varför översvämningen var så allvarlig och utbredd. Resultaten av deras studie har nyligen publicerats i tidskriften Fjärranalys av miljön .

Kartläggning av östra Texas med satelliter och radar

För sina studier, Miller och Shirzaei kartlade det östra Texas-området i Houston-Galveston som drabbats av orkanen Harvey med hjälp av satellitradardata som samlats in från European Space Agencys Sentinel-1 A/B-satelliter och Japan Aerospace Exploration Agencys Advanced Land Observing Satellite. Från dessa uppgifter, Miller och Shirzaei sammanställde sedan en ögonblicksbild av omfattningen av stående vatten i området efter orkanen.

De mätte också landsättningar (hur mycket landytan rör sig nedåt) för området före stormen med hjälp av rymdburen Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), en radarteknik som används för att generera kartor över ytdeformation med hjälp av skillnader i fasen för de vågor som återvänder till satelliten. Tekniken kan mäta förändringar i millimeterskala i deformation över dagar till år.

"Radarsatelliter som kretsar runt jorden ger oss en möjlighet att kartlägga områden när andra tekniker misslyckas på grund av molntäckning och brist på marktillgång till katastrofområdet, "säger Miller.

När man analyserar satellitdata, Miller och Shirzaei blev förvånade över att se att stora översvämmade områden föll utanför Federal Emergency Management Agency (FEMA) utsedda 500-åriga översvämningszoner. "Detta belyser behovet av att revidera både kartor över översvämningsriskzoner och planer för översvämningsmotståndskraft i kustregioner, " varnar Shirzaei.

Genom denna analys, de hittade marknedgång i Houston-Galveston-området på mer än 0,19 tum (5 millimeter) per år i 85 procent av det översvämmade området. De troliga orsakerna till sättningar inkluderar packning av sediment, grundvattenutvinning och kolväteproduktion.

De drog slutsatsen att områdets sättningar påverkade översvämningsgraden genom att modifiera översvämningshöjderna och topografiska gradienter. "Pågående landsättningar över Houston-området sänkte möjligen översvämningskontrollstrukturerna och ändrade översvämningsslättens gränser och grundläggande översvämningsdränering, som ytterligare intensifierade översvämningarna, säger Shirzaei.

Översvämningsresiliensstrategier

"I en tid av klimatförändringar, väderextremer blir allt vanligare och intensivare, "tillägger Shirzaei." Kombinationen av extrem nederbörd och markförhållanden orsakar aldrig tidigare skådade översvämningar, inte bara i kustområden som Houston-Galveston, men också i delstater i Mellanvästern där bönder har upplevt skador på boskap och jordbruk, sträcker sig från Illinois till Louisiana."

Även om riskklassificeringskartor som används av FEMA tillhandahåller data om översvämningsrisk, denna studie visar att markhöjning och lutning förändras snabbt och dessa kartor kan behöva uppdateras oftare för att ta hänsyn till sådana förändringar.

Också, landsättningar sänker kustområdena och gör dem mer sårbara för översvämningar på grund av höjning av havsnivån och stormfloder.

"Lärdorna från översvämningarna efter orkanen Harvey belyser de stora bristerna i nuvarande översvämningsplaner, " säger Shirzaei. "Vi uppmuntrar intressenter och tillsynsmyndigheter att använda dessa resultat för att uppdatera farokartor och förbättra översvämningsplanerna i enlighet med detta för att besluta vilka försiktighetsåtgärder som behövs för deras samhällen."

Vid horisonten, Shirzaei och hans forskargrupp använder samma satellitdatatekniker som används i denna studie för att fokusera på översvämningarna våren 2019 som har förstört delarna i Mellanvästern. De kommer att titta specifikt på effekterna av översvämningar på jordbrukets grödors hälsa och lokalbefolkningen. De hoppas kunna ge rekommendationer om uppdatering av kartor och resiliensplaner för att hjälpa dessa områden i framtiden.